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Timestamp: 2018-09-20 16:52:21+00:00

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Cap. 03 Flexión Rev. 02
RESUMEN CAPÍTULO 5 CCP 14
Dfnorm11 Leer Leer
titulo1-2
2007 1 Integracion Transporte y Medio Ambiente
UNIVERSIDAD DE CARABOBO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
MANUAL DE DETALLES DE DISEÑO DE MIEMBROS DE PÓRTICOS RESISTENTES A MOMENTO (ESTRUCTURAS TIPO I, SEGÚN COVENIN 1756-98) DE LAS EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO.
TRABAJO DE ASCENSO PRESENTADO ANTE LA UNIVERSIDAD DE CARABOBO PARA OPTAR AL CARGO DE PROFESOR TITULAR.
AUTOR: Prof. Ing. Pedro Estrada Ghersi MSc.
Quiero expresar mi agradecimiento a Dios, a mi familia que me apoya y soporta, a mis amigos y a la Universidad de Carabobo, que me ha permitido desarrollarme como docente. Un agradecimiento especial para mi hija Ana María Estrada, Ingeniero Civil egresada de la Universidad de Carabobo, quien colaboró en la elaboración del presente trabajo.
Dedicado a los estudiantes de Ingeniería Civil de la Universidad de Carabobo, esperando contribuir en algo con su formación como profesionales capaces de la República de Venezuela.
MANUAL DE DETALLES DE DISEÑO DE MIEMBROS DE PÓRTICOS RESISTENTES A MOMENTO (ESTRUCTURAS TIPO I, SEGÚN COVENIN 1756-98) DE LAS EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO. Autor: Ing. Pedro Estrada Ghersi. MSc.
En nuestro país, se tiene conocimiento de gran actividad sísmica registrada a lo largo de nuestra historia. En sismos recientes de importantes magnitudes como el de Caracas (1967) y el de Cariaco (1997) se produjo el colapso de edificaciones y pérdidas humanas y materiales importantes. Fue a raíz del sismo de 1967 y en ese mismo año que se publicó la primera norma sísmica venezolana para el diseño de edificaciones, que tuvo carácter provisional, pero cuya vigencia duró hasta el año 1982, cuando se publicó la primera norma sísmica moderna, COVENIN 1756-82: Edificaciones Sismorrestistentes, con conceptos y consideraciones avanzadas de análisis y diseño de edificaciones. Actualmente, rige la norma COVENIN 1756-98 Edificaciones Sismorresistentes (1ª. Revisión 2001), que se aplica en conjunto con las otras normas COVENIN vigentes, privando sobre las demás en todos los aspectos concernientes a las acciones sísmicas y al diseño sismorresistente. Por otra parte, se tiene la Noma COVENIN 1753-06: PROYECTO Y CONSTRUCCION EN CONCRETO ESTRUCTURAL, que rige el diseño de las estructuras de concreto armado y cuyo capítulo 18 está dedicado al diseño sismorresistente, con disposiciones para los miembros clasificados como ND2 y ND3 sometidos a flexión y flexión y carga axial, así como otros miembros de edificaciones de concreto armado. Es de suma importancia para el ingeniero civil que diseña o construye edificaciones conocer y aplicar correctamente las disposiciones incluidas en este capítulo en los proyectos para garantizar el buen comportamiento y seguridad de las edificaciones durante y después de ocurrir un sismo. Ante este hecho, este trabajo pretende presentar las disposiciones incluidas en el Capítulo 18, con detalles de diseño, para ser utilizados por los estudiantes de los últimos semestres de Ingeniería Civil, principalmente los cursantes de las materias Concreto Armado II y Proyectos Estructurales Avanzados, para ilustrar y facilitar la comprensión y el manejo de las exigencias de diseño y construcción de las estructuras de edificaciones de concreto armado.
1. Objetivo General………………………………………………… 1...INDICE GENERAL Contenido Agradecimientos………………………………………….1 Pórticos bajo la acción de fuerzas laterales…………………………….. Objetivos Específicos…………………………………….2..2 Refuerzo Transversal en Vigas…….2 Requisitos para el dimensionamiento y detallado de las estructuras ………………………………………………………………….. 2.. 2......2.1..3 Justificación………………………………………………………….. CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO……………………………………………………...5 Limitaciones………………………………………………………….1....4 Alcance……………………………………………………………………… 1.3 Solapes de Refuerzo en Vigas………………………..2......1... Resumen………………………………………………………………………… ……… Introducción……………………………………………………………………… ……..1 Refuerzo Longitudinal en Vigas……………………… 2. Dedicatoria………………………………………………………………………… ……. 1.... 2.......2 Requisitos para Columnas……………………………………… 2..2.1 Requisitos para Vigas……………………………………... 1. Página i ii iii 6 8 8 9 9 9 10 10 10 11 11 12 14 15 17 18 19 21 24 27 .2..………………..2....2.2.... 2..2 Objetivos……………………………………………………………………. 2.... 1.1..1 Refuerzo Principal en Columnas……………..2. 2..1 Planteamiento del Problema……………………………………………… 1...……………………… …….. CAPITULO 1: EL PROBLEMA……………………………………………………….2......
Figura Nº 12 Requerimientos transversales para refuerzo longitu31 31 31 31 32 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 42 43 44 45 46 47 48 49 49 50 .3 Instrumentos de recolección de información……………………………. Figura Nº 04 Requerimientos para refuerzo transversal…………………… Figura Nº 05 Requerimientos para estribos…………………………………..4 Técnicas de procesamiento y análisis de información…………………. 3. 3.. Figura Nº 08 Requerimientos para el refuerzo transversal espiral……….3 Uniones VigaColumna………………………………………… CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO………………………………………….. 3. Figura Nº 09 Columnas que soportan elementos rígidos (muros) discontinuos……………………………………………………… Figura Nº 10 Requerimientos generales y requerimientos de refuerzo transversal para juntas no confinadas por miembros estructurales………………………………………… Figura Nº 11 Requerimientos de refuerzo transversal para juntas confinadas por miembros estructurales………………………. Figura Nº 03 Requerimientos para solapes…………………………………..2 Población……………………………………………………………………. 3.1 Tipo de Investigación…………………………………………….2.... 3. Figura Nº 06 Requerimientos generales y dimensionales para Columnas (Flexión y Compresión)…………………………….. Figura Nº 01 Requerimientos dimensionales para vigas…………………… Figura Nº 02 Requerimientos por flexión para vigas………………………..2.....2 Refuerzo Transversal en Columnas………………… 2.2.Fases de la investigación………………………………………………… CAPÍTULO IV: PROPUESTA………………………………………………………….5..2.... Figura Nº 07 Requerimientos del refuerzo longitudinal…………………….
Figura Nº 15 Requerimientos para columnas Nivel de Diseño 2………….... ……. 5....2 Recomendaciones………………………………………………………….. 5.dinal de viga ubicada afuera del núcleo central de la columna……………………………………………………...1 Conclusiones………………………………………………………………. 5. 5.3 Bibliografía………………………………………………………………….. Anexos……………………………………………………………………… . CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………….4. Figura Nº 13 Anclaje recto de refuerzo longitudinal de vigas……………… Figura Nº 14 Requerimientos para vigas ND2………………………….
INTRODUCCIÓN Los sismos. En sismos recientes de importantes magnitudes como el de Caracas (1967) y el de Cariaco (1997) se produjo el colapso de edificaciones y pérdidas humanas y materiales importantes. al volverse insoportable el nivel de las presiones acumuladas entre sus bordes. principalmente. la característica de la liberación de energía es que se manifiesta en forma de ondas vibratorias que se propagan a través de los estratos de la corteza. Sea cual fuera el origen. y ondas S de corte. que tuvo carácter provisional. que tienen su origen en diferentes fenómenos. En la mayoría de los casos el origen es tectónico. COVENIN 1756-82: Edificaciones Sismorrestistentes. Otro Otros sismos tienen su origen en fenómenos volcánicos. Estas ondas. se pueden producir otros efectos. . que constituyen amenaza para las edificaciones y otras estructuras existentes en la zona afectada. con conceptos y consideraciones avanzadas de análisis y diseño de edificaciones. causado por la liberación de energía provocada por el deslizamiento brusco de dos placas tectónicas. La acción de las ondas se introduce a través de las fundaciones y se generan fuerzas de inercia importantes en los elementos de la estructura. son vibraciones de la corteza terrestre. En nuestro país. temblores o terremotos. son las que al alcanzar la superficie terrestre ponen en peligro las edificaciones que se encuentran sobre ella. tales como la licuefacción de suelos. deslizamiento de laderas y abertura de grietas en el suelo. pero cuya vigencia duró hasta el año 1982. se tiene conocimiento de gran actividad sísmica registrada a lo largo de nuestra historia. ondas P de compresión. debido a la tendencia de movimiento relativos entre las placas. Además de las vibraciones mencionadas. Fue a raíz del sismo de 1967 y en ese mismo año que se publicó la primera norma sísmica venezolana para el diseño de edificaciones. cuando se publicó la primera norma sísmica moderna. Se conoce también de casos causados por explosiones subterráneas.
Revisión 2001). con ejemplos y detalles de diseño. se tiene la Noma COVENIN 1753-06: PROYECTO Y CONSTRUCCION EN CONCRETO ESTRUCTURAL. Es de suma importancia para el ingeniero civil que diseña o construye edificaciones conocer y aplicar correctamente las disposiciones incluidas en este capítulo en los proyectos para garantizar el buen comportamiento y seguridad de las edificaciones durante y después de ocurrir un sismo. con disposiciones para los miembros clasificados como ND2 y ND3 sometidos a flexión y flexión y carga axial. principalmente los cursantes de las materias Concreto Armado II y Proyectos Estructurales Avanzados. así como otros miembros de edificaciones de concreto armado. Actualmente. para ilustrar y facilitar la comprensión y el manejo de los procedimientos y exigencias de diseño y construcción de las estructuras de edificaciones de concreto armado. . este trabajo pretende presentar las disposiciones incluidas en el Capítulo 18. 33982 de ese año. Ante este hecho. privando sobre las demás en todos los aspectos concernientes a las acciones sísmicas y al diseño sismorresistente. rige la norma COVENIN 1756-98 Edificaciones Sismorresistentes (1ª. que rige el diseño de las estructuras de concreto armado y cuyo capítulo 18 está dedicado al diseño sismorresistente. que se aplica en conjunto con las otras normas COVENIN vigentes.Posteriormente fue editada en el año 1988 con el número 1756-87 y declarada de carácter obligatoria en la Gaceta Oficial No. para ser utilizados por los estudiantes de los últimos semestres de Ingeniería Civil. Por otra parte.
En efecto. Por inercia. los elementos de una estructura de concreto armado deben diseñarse para que cumplan con estrictos requerimientos dimensionales y de refuerzo de acero. El movimiento del terreno consta de vibraciones en forma de ondas. Pueden resultar críticas las fuerzas en las uniones entre vigas y columnas.CAPITULO I EL PROBLEMA El movimiento sísmico del terreno se transmite a los edificios a través de sus fundaciones. Son proporcionales a la masa de la edificación y función de las propiedades dinámicas que definen su forma de vibrar. Para resistir y absorber con seguridad estos esfuerzos y deformaciones. Se generan fuerzas inerciales que producen solicitaciones en los miembros de la estructura que pueden poner en peligro la integridad y seguridad de la edificación. Por la irregularidad del movimiento del terreno y la complejidad de los sistemas estructurales de las edificaciones. induciéndolas a seguir el mismo movimiento. las fuerzas cortantes en las columnas y la transmisión de las fuerzas a las fundaciones. que han . que estipulan las Normas. el problema requiere de grandes simplificaciones para poder ser analizado y poder definir soluciones prácticas a los diseños de las estructuras. la gran masa del edificio se opone a ser desplazada dinámicamente y a seguir el movimiento de sus bases. Estas fuerzas generan esfuerzos y deformaciones que pueden afectar la estabilidad de la edificación. Las fuerzas inerciales que se generan se transmiten a través de los elementos de la estructura por trayectorias que dependen de la propia configuración estructural. Las características propias de las edificaciones hacen que estas vibren de manera distinta al terreno. las fuerzas inducidas en una estructura son función de la intensidad del movimiento del terreno y también de las propiedades de la estructura misma.
que debe darse el primer esfuerzo importante para que estos conocimientos actualizados sean parte del nivel estándar de información que maneje el egresado y que así lo aplique de forma rutinaria en los diseños que realice en su ejercicio profesional. Es. Detallar los requerimientos de diseño de Miembros sometidos a Flexión Pura. . de primera importancia poner al alcance de todos los ingenieros la información necesaria sobre las disposiciones normativas que se refieren al diseño sismo resistente. Es en la Universidad. de una manera clara y comprensible. Objetivos Específicos: 1. para suplir las deficiencias del mercado local? Objetivos. en el área de diseño de estructuras sismo resistentes. 2. cada vez es más difícil obtener en las librerías locales publicaciones actualizadas sobre el tema. Objetivo General: Elaborar un Manual de Detalles de Diseño de Miembros de Pórticos Resistentes a Momentos (Estructuras Tipo I. tanto de Nivel de Diseño 2 (ND2) como Nivel de Diseño 3 (ND3). tanto de Nivel de Diseño 2 (ND2) como Nivel de Diseño 3 (ND3). Detallar los requerimientos y presentar Detalles de Diseño de Miembros sometidos a Flexión y Carga Axial. específicamente en la formación de las nuevas promociones de ingenieros civiles. según COVENIN 1756-98) de las Edificaciones de Concreto Armado. para que pueda ser correctamente aplicada en todos los proyectos. Justificación.sido establecidos como producto de investigaciones y experiencias obtenidas del comportamiento de estructuras ante sismos en todo el mundo. Eso lleva a la inquietud de preguntar. ¿Puede la Escuela de Ingeniería Civil aportar publicaciones con contenidos actualizados para los estudiantes. El cumplimiento de estas disposiciones normativas ofrece una garantía de un comportamiento favorable de la estructura en el evento de que pueda ocurrir un sismo. Debido al deterioro económico del país. por lo tanto.
a un precio moderado. o Estructuras Tipo I. Capítulo 21. Por otro lado. como los define el Código ACI318 en su capítulo 21. expuestas de manera comprensible y aplicable a los diseños y accesible a través de la Universidad. el control de cambio existente hace más complicada y costosa la importación de libros de texto de edición reciente. con ejemplos ilustrativos. Así mismo. En el presente trabajo se expondrá el detallado y los chequeos requeridos para los miembros indicados en el alcance. Alcance. así como las teorías subyacentes no son parte del contenido. Limitaciones. los detalles se basan en las disposiciones contenidas en las Normas COVENIN 1753 y 1756 y el Código ACI-318. . con toda la información más actualizada para el detallado de estructuras. El presente trabajo pretende ser utilizado como publicación para el uso de los estudiantes. Las deducciones de las expresiones utilizadas. Especiales e Intermedios. con información actualizada sobre el diseño de estructuras sismo resistentes. según la clasificación establecida en el Capítulo 6 de la Norma COVENIN 1756-01.Efectivamente. El presente trabajo pretende presentar lo concerniente al diseño y detallado de miembros pertenecientes a Pórticos Resistentes a Momentos. comparado con textos importados. el alto precio de los pocos textos que se encuentran en el mercado local los hace poco accesibles a la mayoría de los estudiantes de ingeniería civil.
A través de aplicación de la Norma COVENIN 1753:2006 se garantiza el diseño de estructuras seguras y eficientes. soporte lateral para el refuerzo longitudinal y aportar resistencia al Corte. para así evitar distorsiones y concentraciones de esfuerzos que requieran cantidades excesivas de refuerzo. incluyendo los aspectos dimensionales y de refuerzo. en la mayoría de los casos de diseño. por los cual es de suma importancia su correcto diseño. Las estructuras diseñadas con la aplicación de los detalles presentados tendrán una probabilidad mayor de presentar un comportamiento adecuado y seguro ante el sismo. como consecuencia. Los requerimientos de columna fuerte/viga débil obligan a que la sección de la columna se mantenga con poca variación hacia los pisos más elevados. produce un gran incremento en la cantidad de refuerzo transversal y. son los que gobiernan los diseños. con excelentes probabilidades de presentar un comportamiento eficaz ante la acción del sismo.CONCLUSIONES Los detalles que se muestran en el presente trabajo son de aplicación obligatoria en los diseños y son independientes de los resultados numéricos de los cálculos. Las restricciones de las zonas de solape y los requerimientos de estribos cerrados a lo largo de los mismos. que son los elementos críticos de los marcos. depende también de la cantidad adecuada de refuerzo longitudinal colocado en vigas y columnas. Debe tenerse mucho cuidado con la reducción de la sección de las columnas en los edificios altos. El refuerzo transversal en vigas y columnas se coloca con según los criterios de confinamiento. Es de suma importancia también la aplicación de criterios adecuados en la estructuración de las edificaciones. . Obviamente. Es de vital importancia resguardar la integridad de los nodos. Los dos primeros criterios. del promedio de refuerzo por metro cúbico de construcción de vigas y columnas. sobre los cuales generalmente prevalecen.
45AgF´c.RECOMENDACIONES Deben aplicarse siempre los criterios correctos y adecuados de estructuración en el proyecto de las edificaciones de concreto armado. En edificaciones altas. que reduzcan la necesidad de cantidades excesivas de refuerzo transversal para su soporte lateral. CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1 Pórticos bajo la acción de fuerzas laterales. mayores de 10 pisos. El diseño de las secciones de vigas y columnas debe realizarse utilizando combinaciones de barras. como refuerzo longitudinal. . Esto proporcionará una buena rigidez y requerirá menor cantidad de refuerzo transversal de confinamiento. y que el porcentaje de área del refuerzo longitudinal este alrededor del 2% de la sección transversal de la columna. Los diseños deben apegarse estrictamente a los requerimientos de la Norma COVENIN 1753:2006. Deben favorecerse aquellos programas que realicen los diseños y chequeos exigidos por la Norma COVENIN. de derivas. se recomienda la utilización de concretos de resistencias más elevadas. Esto servirá para racionalizar el uso de refuerzo transversal. Esto reducirá la aparición de distorsiones y concentraciones de esfuerzos excesivos en zonas críticas de los miembros estructurales. El diseño de columnas debe ser realizado con el criterio de que la carga mayorada se mantenga por debajo de un valor recomendado de 0. etc. de alguna manera compensando el requerimiento obligatorio de confinamiento en zonas extremas de los miembros y a lo largo de los solapes. con valores nominales superiores a los 300 kg/cm2. tales como chequeos de juntas. Deben utilizarse los programas o software adecuados para el cálculo y diseño de las estructuras de concreto armado. para maximizar las probabilidades de presentar un comportamiento seguro y eficaz ante la acción del sismo.
tanto vigas como columnas. vigas y columnas. para lo cual es indispensable que el profesional posea el dominio de los procedimientos y de los requisitos de diseño. por lo que se hace necesaria la revisión detallada de los datos de salida de las corridas realizadas con los programas de diseño. Pero este hecho no exime al ingeniero de su responsabilidad como autor del diseño adoptado. Las uniones o “nodos” deben mantener su integridad para evitar el “desmembramiento” y consecuente colapso parcial o total de la estructura. tanto permanentes como variables. considerando la acción sísmica. que actualmente se hace de forma automática. aproximados y exactos. carga axial. torsión. en la actualidad existen varios paquetes de software que permiten al ingeniero realizar simulaciones. así como el cálculo de sus rigideces. así como sus uniones. a saber: cargas por gravedad. etc. con distorsiones angulares en los miembros que flexionan. Existen muchos métodos. y fuerzas laterales por sismo. análisis y diseños estructurales tanto en el plano. se combinan las solicitaciones . de gran precisión. El efecto de las fuerzas laterales sobre un pórtico genera esfuerzos en los miembros y también desplazamientos laterales. corte. Se generan altos esfuerzos en las uniones de las vigas y columnas. Esto ha simplificado el proceso de diseño. Sin embargo. como espaciales. El análisis sísmico puede ser por el método dinámico o el estático equivalente y como resultado se obtienen las solicitaciones respectivas. cuyo estudio no es tema de este trabajo. para lograr este objetivo.En el diseño sísmico es importante el análisis estructural de marcos o pórticos de edificios bajo la acción de fuerzas laterales. Para el diseño de los miembros. El análisis estructural debe ser realizado considerando por separado los distintos casos de carga. flexión.
4 (CP + CF) U = 1.2 Requisitos para el dimensionamiento y detallado de las estructuras. para que su comportamiento sea lo más favorable. En el diseño a flexión. de manera de lograr un comportamiento adecuado.7 U = 1. aplicando factores de mayoración.5 9. similar al supuesto en el análisis. En el diseño por corte. a flexión y corte. Ya se ha mencionado que uno de los aspectos fundamentales del diseño de estructuras resistentes a sismos es lo relativo al dimensionamiento y detallado de los miembros estructurales y de sus conexiones.9 CP ± S Como resultado de considerar el cambio de signo de la solicitación producida por la acción del sismo.5 CVt U = 1. la colocación de refuerzo. la envolvente de diseño que resulta. 2. utilizando las combinaciones de mayoración que se indican en la Tabla 9.2 CP + γCV ± S U = 0.6 (CV + CE) + 0.3 del Capítulo 9 de la norma COVENIN 1753 y que se transcriben a continuación: 9.2 9. que refleja el cambio de sentido de la fuerza sísmica debido a la naturaleza vibratoria del movimiento. presenta valores duales en todas las secciones a lo largo de los miembros. se hace considerando tanto la necesidad de resistir las solicitaciones mayoradas como también la necesidad de proporcionar confinamiento lateral en ciertas zonas de las vigas.2 (CP + CF + CT) + 1.1 9. formado por ligaduras o estribos cerrados. en toda su longitud. . esta inversión de momentos hace obligatoria la colocación de acero de refuerzo en ambas caras de las vigas.obtenidas por separado de los análisis realizados.
que de lo contrario se acumularía poniendo en alto riesgo la integridad de toda la estructura. en lugar de diseñar estructuras muy rígidas.4 de la Norma COVENIN 1756-98 se indican los valores de R para estructuras Tipo I: 6 para ND3 y 4 para ND2. En la tabla 6. que es el factor que divide las ordenadas del espectro de respuesta elástico para obtener el espectro de diseño. capaces de resistir las solicitaciones generadas por un sismo de gran intensidad manteniéndose dentro del rango de comportamiento elástico. sin llegar al colapso. Esto significa que se permite que una estructura cuyos miembros sean diseñados como ND3.Los criterios modernos de diseño consideran que. capaz de resistir sismos de mediana intensidad dentro del rango elástico. que es el diseño más detallado y exigente. Esto significa. Por esta razón. pueda incursionar en el rango inelástico más que una estructura cuyos miembros sean diseñados como ND2. que los diseños se hacen reconociendo la necesidad de que algunas secciones deben fallar bajo la acción de un sismo severo. de hecho. sin llegar al colapso. es preferible una estructura de menor rigidez. pero con capacidad de desarrollar mecanismos de deformación inelástica. Este factor es un índice de la cantidad de energía que la estructura debe ser capaz de disipar en el rango inelástico. para actuar como válvulas de escape de energía. deformarse de forma inelástica. . La norma sísmica venezolana indica valores de Factor de Reducción de Respuesta R. permitiendo la disipación de energía del sismo. en caso de un sismo de gran intensidad. para disipar o aliviar la energía del sismo. es de gran importancia que las secciones individuales puedan desarrollar la ductilidad necesaria y que la estructura en su conjunto pueda.
como los define la norma COVENIN 1756. tanto de las propiedades de la mezcla. En las estructuras de concreto armado. A continuación se hace la exposición de los mencionados requisitos. con resistencias superiores a 4. o ductilidad. en zonas no confinadas adecuadamente. Estos requisitos están indicados en el Capítulo 18 de la Norma COVENIN 1753-06 y en el Capítulo 21 del Código ACI 318. vibrado y curado. así como también los “nodos” de conexión entre ellos. de las mismas. por lo que se excluye el uso de aceros torcidos en frío. Por otra parte. ya que deben poder formarse articulaciones plásticas con alta capacidad de rotación. Deben satisfacerse condiciones y detalles de diseño especiales que garanticen el comportamiento correcto de la estructura según el modelaje asumido en el análisis. vaciado. los miembros deben cumplir con ciertos requisitos dimensionales y de refuerzo muy específicos. compactación. En pórticos resistentes a momentos. Igualmente. Se requiere entonces un estricto control de calidad del concreto. como también del proceso constructivo. pero es importante que la resistencia sea homogénea en las secciones. como por ejemplo.200 Kg/cm2. para evitar variabilidad en las propiedades del concreto que produzca zonas débiles en la estructura. tal como se indican en la norma venezolana. . donde pueda concentrarse la disipación de energía en forma no controlada y en secciones menos favorables. es importante que el refuerzo posea un punto de fluencia bien definido. que pudieran reducir su capacidad de deformación.La capacidad de disipación de energía de una estructura dependerá del número de secciones que realmente entren en el rango inelástico y por la capacidad de deformación inelástica. la resistencia a compresión del concreto tiene poca influencia en el nivel de ductilidad que pueda desarrollar la estructura. o Estructuras Tipo I. el acero frágil de alta resistencia puede sufrir daños locales durante el manejo.
A continuación se presenta.2.3 NIVEL DE DISEÑO ND3. la profundidad de la columna será al menos 24 veces el diámetro de la mayor barra longitudinal de la viga fuera del núcleo. MIEMBROS SOLICITADOS A FLEXIÓN: VIGAS 18. La anchura máxima no debe exceder la anchura del miembro que le sirve de soporte. deben cumplir con los siguientes requisitos: a. 3. Además.1 Requisitos para Vigas. 4.1 Alcance Las disposiciones de este Artículo se aplicarán a todas las vigas pertenecientes al sistema resistente a sismos.2 Requisitos Los miembros flexionados a ser diseñados de conformidad con el presente Artículo. en extracto. según la clasificación establecida en el Capítulo 6 de la Norma Venezolana 1756.2. Cuando la viga no cumple con lo dispuesto en 18. 5.3. La fuerza de compresión axial. más una distancia.2 2. medido en un plano perpendicular al eje longitudinal de la viga. Adicionalmente la altura de la viga será mayor o igual a 15 veces el diámetro de la mayor barra longitudinal de la columna donde se apoya. 18. Cuando la anchura de la viga sea mayor que la de la columna que le sirve de apoyo. podrá ser usada cuando su anchura sea menor que la de la columna que le sirve de apoyo y se verifique su estabilidad geométrica.3. dimensionados para resistir las solicitaciones inducidas por las acciones sísmicas. deben satisfacer todas las condiciones geométricas que se enumeran a continuación: 1. 2. . La luz libre Ln. no excederá de 0. los requisitos para vigas pertenecientes a sistemas resistentes a sismos: 18. debe ser por lo menos cuatro veces su altura total h.1 A fc.3.3. determinada según las combinaciones de carga previstas en el Artículo 9.3. La relación anchura/altura de su sección transversal es mayor o igual que 0. a cada lado. no superior al 75% de la altura total de la viga. b. La anchura mínima es de 25 cm. 6.
4 en cada esquina. En las caras de los apoyos.7. el acero de refuerzo del lecho inferior de la viga debe ser tal que la capacidad para resistir momentos positivos sea por lo menos la mitad de la capacidad para resistir momentos negativos. El detallado del acero de refuerzo longitudinal debe cumplir con las siguientes disposiciones: a. Las limitaciones dimensionales tienen como objetivos. 8.2.1 Refuerzo Longitudinal en Vigas. En segundo lugar. en caso del requisito número 1. Se aceptará diseñar y detallar las vigas de modo que las rótulas plásticas por flexión se formen alejadas de las caras de las columnas.3 Diseño por flexión En cualquier sección de un miembro flexionado. 2. Cuando se aplique este criterio se deberán verificar todos aquellos aspectos que garanticen la seguridad estructural de los miembros involucrados. Las vigas acarteladas se analizarán y detallarán tomando en consideración sus características geométricas y de comportamiento debiendo identificarse las zonas de mayor compromiso alejadas de la columna. Por ello los requisitos de relación ancho y excentricidad viga-columna. evitar que la ductilidad de la viga se vea restringida o limitada por problemas de pandeo lateral de la sección de la viga o por excesiva rigidez. extraídos textualmente: 18.3.1. el área del acero de refuerzo mínimo en los lechos superior e inferior. en primer lugar. el capítulo 18 contiene los siguientes requisitos para vigas ND3. En cada sección del miembro habrá por lo menos una barra continua no menor de No. y la cuantía máxima ρmáx no debe exceder de 0. se calculará con una de las siguientes ecuaciones: Para Para .025. . se pretende asegurar que la transmisión de momentos entre vigas y columnas pueda realizarse sin que aparezcan esfuerzos importantes de corte o torsión. En cuanto a los requisitos del refuerzo principal (longitudinal) de las vigas.
3 y el Artículo 12.005. para evitar la congestión del acero de refuerzo. b) Secciones controladas por tracción: Las secciones están controladas por tracción cuando la deformación neta a tracción en el acero de refuerzo más deformado a tracción εs ≥ 0.2. aparte b).6. Por último. Los requerimientos de los apartes a. limitar la cuantía de acero al 50%.2. indirectamente. y así garantizar que la sección pueda desarrollar una buena ductilidad en el caso de alcanzar el momento de agotamiento. el requerimiento de dos barras como mínimo en cada cara está basado también en consideraciones constructivas más que de comportamiento. aproximadamente. de la cuantía balanceada.003.2 Refuerzo Transversal en Vigas. que debe cumplir funciones fundamentales . El valor indicado de cuantía máxima está basado principalmente en consideraciones constructivas. 2. será por lo menos igual a la cuarta parte de la mayor capacidad resistente de la sección en la cara de los apoyos. La disposición de las barras longitudinales del miembro cumplirá con los requisitos de empalme y anclaje de la Sección 18. la Norma COVENIN también plantea requerimientos para el refuerzo transversal. c. En cualquier sección a lo largo del miembro la capacidad resistente tanto de momentos positivos como de momentos negativos. al mismo tiempo que el concreto a compresión alcanza su deformación máxima de εcu = 0. b y c se deben a la necesidad de garantizar resistencia uniforme en ambas caras de la viga en toda su longitud. Secciones Controladas por Tracción. respectivamente. que se reproduce abajo. Para el diseño de las secciones de viga se debe cumplir con el Artículo 10.2.4. Así mismo.b. y que tiene por objeto.1.
4.5d. debe confinar las siguientes zonas: a. Lcf Ln/h ≤ 4 4< Ln/h ≤ 10 > 10 Lcf h 2h En las zonas confinadas. La porción comprendida entre la cara del apoyo y una distancia igual a Lcf. se colocará acero de refuerzo transversal mínimo con una separación no mayor que 0. por lo que cumplirán con los mismos requisitos exigidos para las ligaduras en la Sección 7. Los estribos se dispondrán de tal forma que las barras longitudinales resulten arriostradas. 30 cm. b. a consecuencia de los desplazamientos laterales inelásticos en la estructura.2. extraídos textualmente: 18.3. Una distancia igual a Lcf.3. En las zonas no confinadas.de resistencia y de confinamiento del refuerzo longitudinal. y a menos que el diseño por corte resulte más exigente.4 TABLA 18. no debe exceder el menor de los valores siguientes: 1. d/4. los estribos deben ser cerrados y su separación s.4 Diseño del refuerzo transversal El acero de refuerzo transversal en forma de estribos cerrados. Los ganchos arriostrarán las barras longitudinales periféricas y se proyectarán hacia el núcleo del miembro. a cada lado de la sección en donde se considere probable que ocurra la cedencia por flexión. 24 veces el diámetro del estribo.4 LONGITUD DE CONFINAMIENTO. tal como se definen en la Sección 7. Siendo Lcf = Longitud de confinamiento calculada según las ecuaciones de la Tabla 18. 8 veces el diámetro de la barra longitudinal de menor diámetro. 3.2. 2.3. . Estos requerimientos se transcriben a continuación. en ambos extremos del vano.2.5.
los empalmes por Solape deberán cumplir con la sección 18.3 Empalmes Los empalmes.2.3 Solapes de Refuerzo en Vigas.La cantidad y disposición de estribos permite asegurar ductilidad en cualquier sección a lo largo de la viga. c.3. justamente en las zonas confinadas de las vigas es que se permitirá la disipación de energía de la estructura. al alcanzar el momento de agotamiento.2. Dentro de los nodos. En ninguna otra zona donde el análisis estructural indique que debido a las posibles incursiones de la estructura en el dominio no elástico de la respuesta.2. Estos empalmes se diseñarán como empalmes por tracción y deberán quedar .2. 2. La exigencia de una zona confinada en los extremos de las vigas es para permitir el desarrollo de grandes ductilidades. sean por solape.2. 2. solo se permite solapar dentro del tercio central de la altura libre del miembro. en caso de que se produzca un agrietamiento diagonal. No se permiten empalmes por solapes: 1. siendo la separación no mayor que d/4 ó 10 cm. según las ecuaciones de la Tabla 18.3. En una distancia igual a Lcf. el acero de refuerzo por flexión alcance su tensión cedente. mediante la falla de la sección por flexión. los empalmes cumplirán con las siguientes restricciones: a. que se reproduce a continuación: 18. b. por soldadura o mediante conexiones mecánicas. Adicionalmente. En toda la longitud de solape se colocará acero de refuerzo transversal formado por estribos cerrados. En efecto.4. En las columnas. 3. en sismos severos.1.3. Además de las especificaciones establecidas en el capítulo 12 de la Norma COVENIN 1753. que cumplan con los requisitos del acápite b de la Sección 7. En estas zonas confinadas se considera nula la contribución del concreto a la resistencia a corte. cumplirán con el Artículo 12.
que deben hacerse con preferencia en las zonas de menores esfuerzos. 2.2 Requisitos para Columnas.confinados por ligaduras cerradas separadas a una distancia no mayor que d/4 ó 10 cm. En caso de utilizarse zunchos.1. pudiendo ser diseñados como Clase A en casos de excepción. Por este motivo los solapes del refuerzo por momento positivo (As inferior) se diseñan prácticamente al borde de la zona confinada.5 cm. . COVENIN 1753). que el refuerzo por momento positivo pueda alcanzar la tensión cedente. el paso del zuncho no será mayor de 7. Los empalmes por solape del refuerzo están prohibidos en regiones en las cuales se espera fluencia por flexión. en efecto. los solapes se diseñan como Clase B. en lugar de solapes del 100% del refuerzo. En todo caso es siempre preferible diseñar los solapes parciales y desfasados. a menos que el análisis indique que en esa zona pueda formarse una articulación plástica por momento positivo. ya que no se consideran confiables en condiciones de carga cíclica dentro del rango inelástico.2. cuando se cumplen las condiciones favorables particulares requeridas (Ver Artículo 12. Según el espíritu de la Norma. El refuerzo transversal de confinamiento para los empalmes por solape en cualquier ubicación es obligatorio por la posibilidad de pérdida del concreto del recubrimiento.3. Esto limita la ubicación de los solapes. mientras que los solapes del refuerzo por momento negativo (As inferior) se diseñan en la zona central del tramo. Los requisitos para empalmes por solape en tracción fomentan la localización de los empalmes fuera de las zonas de esfuerzos de tracción altos. según el Capítulo 12 de la Norma COVENIN. hacia donde el área del acero proporcionado en la localización del empalme sea por lo menos 2 veces la requerida por el análisis.
no sea menor que 30 cm. La resistencia a flexión de las columnas con respecto a las vigas es sumamente importante y es lógico que deba ser mayor para que las rótulas plásticas se formen en las vigas. De la misma manera que se hizo con las vigas. La menor dimensión transversal. con los requerimientos generales para las columnas de pórticos dúctiles: 18. b. MIEMBROS SOLICITADOS A FLEXIÓN Y CARGA AXIAL: COLUMNAS 18.4. (18-2) . además.75 Afc′ y.4 NIVEL DE DISEÑO ND3. es el diámetro de la barra longitudinal de mayor diámetro de la viga. se deberá cumplir la relación h/db según la ecuación (18-2).2 Requisitos Se diseñarán según el presente Artículo los miembros solicitados por una fuerza axial mayorada que sea menor que 0.1 Alcance Los requisitos de este Artículo se aplicarán al diseño de todas las columnas pertenecientes al sistema resistente a sismos. a continuación se reproduce un extracto del Capítulo 18 de la Norma COVENIN. no sea inferior a 0. La relación entre la menor dimensión de la sección transversal y la correspondiente en una dirección perpendicular. las columnas son fundamentales para el buen comportamiento estructural. Las columnas deben poseer una resistencia apropiada.En un sistema estructural aporticado. permitiendo así la disipación de energía que requiere el sistema en el caso de un sismo severo. satisfagan las siguientes condiciones geométricas: a.4. 18. para trabajar de manera correcta baja las acciones de carga y tener la rigidez suficiente para controlar los desplazamientos.4 c. medida a lo largo de una recta que pase por su centro geométrico. cuando esta se extiende a través del nodo viga-columna. Para prevenir la falla por adherencia en concretos con agregado de peso normal. según la clasificación de la Norma Venezolana 1756. donde db.
6. d. se tienen los siguientes requerimientos: 18. Los requisitos dimensionales o de geometría tienen como objeto eliminar problemas de pandeo para deformaciones inelásticas grandes y de asegurar que las columnas puedan participar eficientemente. En cuanto al refuerzo principal (longitudinal) de las columnas. 2. La verificación de la ecuación (18-3a) ó (18-3b). en la acción del pórtico.4.4.2. en cada nivel.4.08 y 0.20 Σ Mv (18. Verificación por nodo.3a) Σ Mc = Suma de momentos correspondientes a la resistencia teórica a flexión de las columnas que se conectan en las caras del nodo. En el caso de reubicación de articulaciones plásticas en las vigas. La resistencia a la flexión de las columnas debe calcularse para la carga axial mayorada. Los valores de la ecuación 18.2.1 Refuerzo Principal en Columnas. Los efectos de esbeltez no exceden los límites establecidos en el Artículo 10. .3.Donde αa tomará un valor entre 0. dirección de análisis. de tal manera que se opongan a los momentos de las vigas concurrentes. que sea consistente con la dirección de la fuerza lateral considerada.3.1 ó 18.2 se incrementarán en un 30% cuando se trate de concretos con agregado liviano. 18. y que resulte en la menor resistencia a flexión.4.3.3. podrá ser obtenida por los procedimientos indicados en las Subsecciones 18.3 Resistencia mínima a la flexión de las columnas La resistencia a flexión de las columnas dimensionadas para resistir carga axial mayorada.3. dirección de aplicación de la carga lateral y combinación de solicitaciones. junto con las vigas que las unen.2. podrá obviarse cuando se demuestre analítica o experimentalmente que no se formará un mecanismo tal que comprometa la estabilidad del entrepiso en consideración.4. se deberá justificar analítica o experimentalmente las modificaciones a los métodos contemplados en las Subsecciones 18.1 ó 18. En cada nodo se verificará que se satisfaga la ecuación (18-3a): Σ Mc ≥ 1.4.1 Procedimiento 1.10 de acuerdo a las consideraciones expuestas en el Anexo H.2.
20 Σ Mvn (18-3b) Σ Mcn = Suma de los momentos correspondientes a las resistencias teóricas a flexión de todas las columnas que se conectan por debajo del nivel en consideración.5. Las resistencias a flexión de las columnas en cada nivel. El límite inferior del área de refuerzo longitudinal es para controlar las deformaciones dependientes del tiempo y para que el momento de fluencia exceda al momento de fisuración. La condición establecida por la ecuación (18-3a) podrá obviarse cuando se trate de columnas que soportan directamente el techo. Para el caso de vigas T o L. el acero de refuerzo de dicha sección de losa colocada en la anchura efectiva de ésta. se supondrá que contribuye a la resistencia a flexión si tal refuerzo está debidamente anclado en una sección adyacente a la sección crítica. donde la sección de losa esté en tracción por los momentos actuantes en las caras de la junta. En estos casos. La cuantía geométrica ρ no será menor que 0. Verificación por nivel.ΣMv = Suma de momentos correspondientes a la resistencia teórica a flexión de las vigas que se conectan en las caras del nodo. según el Artículo 8.4.4. manteniendo la separación del acero de refuerzo transversal especificado en la Sección 18.2 Procedimiento 2. donde la losa maciza esté en tracción por los momentos actuantes en las caras del nodo. En sistemas estructurales con vigas T o L. Los momentos de las columnas se deben sumar de tal manera que se opongan a los momentos de las vigas según sea la dirección de análisis. según el Artículo 8.3. la columna que se conecta por debajo del mismo deberá reforzarse en toda su altura. dichas columnas deben reforzarse en toda su altura. se considerará que contribuye a la resistencia a flexión si tal refuerzo puede desarrollarse en la sección crítica.4.4 Acero de refuerzo longitudinal El acero de refuerzo longitudinal se determinará para la combinación más desfavorable de carga axial y momentos mayorados. El límite superior obliga a que las secciones de las columnas tengan dimensiones geométricas .4. manteniendo la separación del acero de refuerzo transversal especificada en la Sección 18. Adicionalmente. para las condiciones establecidas en el Artículo 18. considerando adicionalmente la Sección 18.4. Cuando en algún nodo no se cumpla con la ecuación (18-3a) para las condiciones establecidas en el Artículo 18.5. deberá ignorarse la contribución positiva en la rigidez y resistencia lateral de dicha columna en la estructura. En los pisos constituidos por losas nervadas no se considerará el acero de refuerzo para efectos de resistencia a flexión. de tal manera que se opongan a los momentos de las columnas concurrentes.3. el acero de refuerzo de la losa colocada en la anchura efectiva de ésta. 18.3.01 ni mayor que 0. 18.06.3.9.9. deberán satisfacer la condición: Σ Mcn ≥ 1.4.4. Σ Mvn = Suma de los momentos correspondientes al menos a las resistencias teóricas a flexión en los extremos de cada una de las vigas del nivel en la dirección bajo consideración.
Cuando se hace necesario emplear empalmes por solape. En estos casos las columnas concurrentes al nodo deben reforzarse en toda su altura. El desprendimiento del concreto de recubrimiento. .4. Esta condición podrá obviarse cuando se trate de columnas que soportan directamente el techo.5.4. o columnas de estructuras de hasta 2 pisos. por la transferencia de carga desde los elementos del piso a las columnas. donde las inversiones de esfuerzos probablemente estén limitadas a un rango menor de esfuerzos que en los lugares cercanos a los nudos. que es posible que ocurra cerca de los extremos de la columna en los pórticos de configuración normal hace vulnerables los empalmes por traslapo de esas ubicaciones. Se requiere de refuerzo transversal especial a lo largo de los empalmes debido a la incertidumbre respecto a la distribución de momentos a lo largo de la altura y la necesidad de confinar los empalmes sometidos a inversiones de esfuerzos. la columna será la sección más resistente por lo que si se forman rótulas plástica estás serán en la viga.importantes y se debe a la preocupación por la congestión del acero. estos deben estar ubicados cerca de la mitad de la altura. especialmente en las construcciones de baja altura.5.4.1 y 18. es decir cuando en la vida útil de la estructura ocurran solicitaciones críticas. Como se puede notar la norma obliga a que la capacidad de resistencia a flexión de las columnas calculada para la fuerza axial más desfavorable sea un 20% mayor que la capacidad de resistencia a flexión de las vigas. manteniendo la separación del acero de refuerzo transversal especificada en las secciones 18. y por el desarrollo de grandes esfuerzos cortantes.
Se puede observar en la figura la importancia que se presente este tipo de comportamiento. La mejor y más efectiva forma de lograr este confinamiento es mediante la utilización de refuerzo helicoidal. Fuente: Barros & Parra (2005) El refuerzo longitudinal en las columnas debe proporcionar la resistencia a flexocompresión necesaria para que las secciones en los extremos de las columnas permanezcan en su intervalo de comportamiento lineal.ROTULA PLÁSTICA EN VIGAS ROTULA PLÁSTICA EN COLUMNAS MUCHA CAPACIDAD PARA DISIPAR ENERGÍA SIN LLEGAR AL COLAPSO POCA CAPACIDAD PARA DISIPAR ENERGÍA COLAPSO RÁPIDO Figura 2.2 Refuerzo Transversal en Columnas. Los requisitos de refuerzo transversal en columnas tienen como objetivo fundamental. este tipo de refuerzo solo puede ser utilizado en columnas de sección circular y . 2. además de la función básica de resistir el cortante. donde pueden ser requeridos rotaciones importantes en sismos severos.11: Representación gráfica de la formación de rótulas plásticas en vigas y columnas.2. proporcionar un alto grado de confinamiento en los extremos de las columnas. Sin embargo. mientras que se forman articulaciones plásticas en los extremos de las vigas.2.
se dispondrá el acero de refuerzo transversal por confinamiento especificado en las Subsecciones 18. En la sección transversal del miembro estructural. En la dirección del acero de refuerzo longitudinal.4.3.4. medida desde cada cara del nodo y a ambos lados de cualquier sección en donde se considere probable que ocurra la cedencia por flexión. c.5. Seis veces el diámetro de la barra longitudinal de menor diámetro.eventualmente en secciones cuadradas. La longitud Lo. colocadas de forma de proporcionar soporte lateral adecuado al refuerzo principal. A continuación se reproduce como extracto los requerimientos del Capítulo 18 de la Norma COVENIN: 18. la longitud de la columna fuera de la zona confinada quedará reforzada con ligaduras cerradas. Un cuarto de la menor dimensión del miembro. centro a centro. .4.5.4. Seis veces el diámetro de la barra longitudinal de menor diámetro. 2.5 Diseño del refuerzo transversal A menos que el diseño por corte según la Sección 18.4.3 no se requiera en toda la altura de la columna.5.1 a 18. El acero de refuerzo transversal especificado en las Subsecciones 18.4. será la mayor de: a.5. En las demás secciones el confinamiento debe proporcionarse mediante la colocación de estribos de varias ramas o combinaciones de estribos y grapas. las ligaduras cerradas. con espaciamiento s que evite el pandeo lateral del refuerzo. definido por la ecuación (18-4): (18-4) Donde 10 ≤ sx ≤ 15 cm. El valor sx. b. simples o múltiples. Véase la Figura H-XX. a consecuencia de los desplazamientos laterales inelásticos en la estructura. 1/6 de la altura libre del miembro.4. las ligaduras cerradas quedarán separadas a una distancia no mayor que: 1. cuya separación. se espaciarán en cada dirección una distancia hx.6 requiera una cantidad mayor. no excederá el menor de los dos valores siguientes: 1. 45 cm. no mayor de 35 cm.5. 3. La mayor dimensión de la sección transversal del miembro.4. Cuando el acero de refuerzo transversal por confinamiento especificado en la Subsecciones 18. se dispondrá a lo largo de la longitud Lo.5.4. centro a centro.1 a 18.1 a 18.
la que sea mayor.4.1. Los ganchos de las ligaduras. de forma tal que cada extremo abrace una barra longitudinal.5. donde hc. ρs. además deben cumplir lo especificado en la Sección 7. el área total de las ligaduras cerradas.5 cm. se doblarán a 135° y tendrán una longitud de 6 diámetros ó 7.12 f´ c/fyt (18-5) Podrá considerarse el efecto simultáneo de fuerza axial y momento.4.5 cm y la mínima 2.5 cm.3 Núcleo del miembro Cuando el núcleo del miembro es capaz de resistir las solicitaciones que resultan de las combinaciones normativas incluidos el efecto del sismo. no será menor que la requerida por la ecuación (10-5) respetando el límite inferior dado por la ecuación: ρs ≥ 0.2. se pueden obviar las ecuaciones (10-5) y (18-6). se deberá utilizar ligaduras cerradas. medida centro a centro del acero de confinamiento: (18-6) (18-7) Como refuerzo transversal. 18.5. 18. no será menor que el mayor de los valores dados por las ecuaciones (18-6) y (18-7). modificando las ecuaciones (18-6) y (18-7) según como se indica en el Anexo H-18.4. El espesor del concreto medido por fuera del refuerzo transversal adicional no debe exceder 10 cm.2 18. Cuando el espesor del concreto medido por fuera del acero de refuerzo transversal excede 10 cm. Podrá considerarse el efecto simultáneo de fuerza axial y momento. modificando la ecuación (18-5) según como se indica en el Anexo H 18.5. su separación máxima será 7.1 Acero de refuerzo helicoidal La cuantía de refuerzo helicoidal.4.5.1. Cuando se utilicen zunchos o espirales como acero de refuerzo transversal. 15 cm. . Como complemento se podrán usar ligaduras de una rama.5. con igual diámetro y separación que las anteriores. simples o múltiples.5.4. se debe colocar acero de refuerzo transversal adicional con un espaciamiento no mayor a 30 cm.2 Ligaduras En cada dirección principal de la sección transversal de la columna. es la dimensión transversal del núcleo de la columna o de un miembro de borde de un muro estructural.
En estructuras con Nivel de Diseño ND1 de hasta dos pisos. se permite usar para ligaduras el alambre corrugado y la malla de alambres electro soldados que tengan un área equivalente. según el Artículo 11. medidos desde el tope de la columna o pedestal. y las Secciones 18. Por este motivo el arreglo debe cumplir con requisitos dimensionales que se indican en el capítulo 10 de la Norma: 7. distribuidos dentro de los 15 cm. se pueden emplear ligaduras circulares.3. d.2 Ligaduras Las ligaduras para miembros comprimidos se ajustarán a las siguientes disposiciones: a.4. 3 (10M) para barras longitudinales No. o la menor dimensión de la columna. deben estar rodeados de acero de refuerzo transversal que al menos contenga cuatro de las barras longitudinales de la columna o pedestal. por lo menos No. 10 (32M) o menos. Los pernos de anclajes dispuestos en las columnas o pedestales. La separación vertical de las ligaduras no excederá el menor de los siguientes valores: 16 diámetros de la barra longitudinal. El objetivo fundamental es evitar que las barras del refuerzo longitudinal pandeen hacia afuera en el caso de desprenderse el recubrimiento. ND2 o ND3 deben cumplir con los requisitos adicionales de la Sección 11.7.5. Todas las barras longitudinales deben cercarse con ligaduras transversales de por lo menos No. Ninguna barra sin soporte lateral estará separada de la barra soportada lateralmente más de 15 cm libres medidos sobre la ligadura. Este acero de refuerzo transversal consistirá de al menos dos barras N° 4 (12M) o tres barras N° 3 (10M). 11 (36M) inclusive y para los grupos de barras longitudinales. e. Cuando las barras longitudinales estén localizadas sobre el perímetro de un círculo.3. Es necesario también que los extremos de los ganchos de los estribos tengan la extensión requerida y que su doblez sea de 135º .10. c. 48 diámetros de la ligadura.El arreglo de estribos debe también reducir al mínimo la longitud de las ramas de cada estribo.4. b. para evitar que estas se flexionen hacia afuera por la presión del concreto del núcleo de la columna al tratar de expandirse bajo carga axial. Las ligaduras en las columnas se debe prolongarse dentro del nodo. respectivamente. Las estructuras con Nivel de Diseño ND1. Las ligaduras se dispondrán de tal forma que cada barra longitudinal alternada y cada barra esquinera tengan un soporte lateral proporcionado por el doblez de una ligadura que tenga un ángulo interno no mayor de 135. 4 (12M) para barras mayores del No.4 y 18.
siempre que no sean menores que los cortes mayorados Vu obtenidos del análisis con las combinaciones de solicitaciones. también al desprenderse el recubrimiento.5 NIVEL DE DISEÑO ND3. Para efectos de cálculo. para estructuras ND3: 18. evitando en lo posible excentricidades que generen concentraciones desfavorables de esfuerzos. También. se tomará mayor o igual que 1.3 Uniones Viga-Columna. Esto ha sido causa de numerosas fallas en edificaciones. La Norma COVENIN tiene los requerimientos que se transcriben a continuación. Las conexiones o nodos de unión entre los elementos estructurales que forman parte de los pórticos son zonas críticas para la estabilidad de la edificación. .1 Requisitos Los nodos viga-columna deben ser capaces de resistir en ambas direcciones principales. la tensión en los aceros de refuerzo a tracción de las vigas. por lo que se debe tener especial cuidado en su diseño.5.2. las fuerzas cortantes debidas a los momentos máximos probables Mpr de las vigas y columnas concurrentes a ellos. que puedan causar fallas locales. Las fallas en los nodos son generalmente del tipo frágil.hacia el interior de la columna. 2. la asimetría en planta causa torsiones que producen fuerzas elevadas en algunos elementos de la periferia de la edificación. NODOS 18. de forma de que estén bien protegidos. para evitar que el estribo pueda abrirse. Bajo la acción de un sismo. que han dado lugar a numerosos casos de fallas. se presentan en los nodos elevadas y complejas concentraciones de esfuerzos.25 fy. Es importante también la configuración estructural.
5.1 y 18. Donde: Aj = Área horizontal efectiva de la sección transversal del nodo en un plano paralelo al acero de refuerzo que genera el corte en el nodo.1 y 18.4 Longitudes de anclaje del acero de refuerzo longitudinal . Cuando en una dirección el nodo no está confinado por vigas. En vigas de menor anchura que la columna. Vc = 3.5.2 fc′ Aj. la resistencia teórica al corte del nodo. 18. Un miembro se considera confinante cuando cubre al menos ¾ partes de la cara del nodo.4.5 se colocará dentro del nodo. en cm2. Vc = 5. b) la anchura menor de las viga más dos veces la menor distancia perpendicular al eje de la viga. sin exceder la anchura de la columna.2. Vc = 4.2 y detallado según la Sección 18.5. En este caso.4. se calculará con el factor de minoración de resistencia φ = 0.4.0 fc′ Aj Para otros casos.4.3 fc′ Aj Para nodos conectados por dos o tres miembros confinantes. 18. la anchura efectiva del nodo es igual al menor valor entre: a) la anchura menor de la viga más la profundidad del nodo o. a menos que el mismo esté confinado. no excederá los siguientes valores: Para nodos confinados.5.La resistencia de diseño del nodo.5. bj = Anchura efectiva del nodo.4.85.3 Acero de refuerzo transversal por confinamiento en los nodos El acero de refuerzo transversal especificado en la Sección 18. según la Tabla 9. cuando en todas sus caras llegan miembros confinantes. se permite reducir la cantidad del acero de refuerzo transversal al 50% de lo exigido por las Subsecciones 18. desde el borde de esta al borde la columna. Cuando se trate de concretos elaborados con agregados livianos.4. el cual será detallado según la Sección 18. no debe exceder el 75% de las resistencias para concretos de agregado normal. igual al producto bj hj. Un nodo se considera confinado. 18.5 en una altura igual a la menor altura de las vigas concurrentes y con una separación no mayor de 15 cm.4.2 Resistencia al corte Para concretos con agregado normal la resistencia teórica al corte del nodo. será dispuesto a través del nodo para suministrar confinamiento al acero de refuerzo longitudinal de la viga cuando este quede fuera del núcleo de la columna.5.4.5. el acero de refuerzo transversal exigido por las Subsecciones 18.5. hj = Profundidad del nodo igual a la dimensión de la columna paralela a la dirección de las vigas.
18.5. En todo caso. los valores de la longitud de anclaje anteriormente mencionado. 2.4.4.6 Ld – 0. 11.6 Ldc (18-10) Donde: Ldm = Longitud de transferencia de tensiones requerida cuando la barra no está totalmente contenida en el núcleo confinado. debe estar situado dentro del núcleo confinado de una columna o de un miembro de borde.5.5. La resistencia a fuerza cortante de la conexión. la longitud de anclaje será: a) por lo menos igual a 2. . el gancho de 90° de la barra.2 Barras rectas Para barras sin ganchos. no será menor que 8db. Tres aspectos deben ser objeto de cuidado en el diseño de las juntas: 1. 15 cm o la longitud requerida por la ecuación (18-9): (18-9) Para concretos con agregados livianos. Ld = Longitud de transferencia de tensiones por anclaje requerida en la presente Subsección.4. la longitud de transferencia de tensiones por anclaje Ldh para una barra con un gancho estándar de 90°. se extenderá a la cara más lejana del núcleo confinado de la columna y se anclará en tracción de acuerdo con la Subsección 18. 18.4.1 cuando el espesor de concreto vaciado por debajo de la barra es igual o menor que 30 cm.1 y en compresión según el Capítulo 12. Ldc = Longitud de transferencia de tensiones de la barra.El acero de refuerzo longitudinal de la viga que termine en una columna. cuando el espesor de concreto vaciado por debajo de la barra excede 30 cm. 3 a No. cuyos diámetros no excedan al de la barra No. 11.25 veces la longitud establecida en la Subsección citada. contenida en el núcleo confinado. La longitud de anclaje a través del núcleo confinado de una columna o un miembro de borde.5. será igual al valor siguiente: Ldm = 1.1 Barras con ganchos En concretos con agregados normales y cuando se trate de barras No. y b) 3.5 veces la longitud exigida en la Subsección 18. deben incrementarse en un 25%. El confinamiento del concreto en la zona de la unión.
Fuerzas que intervienen en el equilibrio del nodo. El anclaje y la adherencia del refuerzo que termina en o atraviesa la junta. deben colocarse estribos uniformemente distribuidos en la porción de la columna que atraviesa el nodo. es necesario prolongar el refuerzo transversal de los extremos de la columna a través de los nodos. Con respecto al corte en la junta. la capacidad por cortante de la junta debe ser suficiente para que se desarrollen articulaciones plásticas en los extremos de las vigas que llegan al nodo. para resistir las tracciones generados por los momentos flectores. se presentan características diferentes en las juntas extremas y las interiores. Las fuerzas que intervienen en el equilibrio del nodo se ilustran en la figura siguiente: Figura 2.2. Debe . La resistencia por cortante se ve favorecida si el nodo está confinado por vigas en sus cuatro lados. para confinar también el núcleo de concreto de la junta viga columna. Cuando la junta esta confinada por los cuatro lados por vigas. puede aumentarse el espaciamiento del refuerzo transversal.. sin que este espaciamiento sobrepase los 15 cm. En el primer caso. En cuanto al aspecto de la adherencia y anclajes.3. por lo cual la norma permite un valor mayor de resistencia. Para evitar la formación de grietas diagonales. (Fuente: Bazán-Meli). las barras deben anclarse mediante ganchos estándar. En cuanto al primer aspecto. medido centro a centro.
se debe garantizar que no se produzca deslizamiento del refuerzo en el nodo. en los que el refuerzo pasa a través.proporcionarse una longitud Ldh dentro del núcleo de la junta. requerimientos y necesidades planteados en una determinada realidad. partiendo de estudios y teorías ya establecidas. proponiendo la utilización de un manual que ilustre los detalles y requerimientos de diseño más recomendables para garantizar su integridad y un comportamiento correcto. mediante la elaboración y desarrollo de una propuesta. A través de este trabajo se busca solucionar y mejorar el proceso de diseño de estructuras de concreto armado sometidas a sismos. . ya que se encuentra orientada a proporcionar respuestas o soluciones. la norma limita la dimensión mínima de la columna en función del diámetro de la barra que se ancla a través del nodo. y así evitar rotaciones inelásticas excesivas durante un sismo. En el caso de juntas interiores. en forma continua. Para esto. Este requerimiento requiere de secciones de columna con dimensiones suficientes para poder anclar las barras de refuerzo de las vigas y a la vez condiciona el diámetro de barra que puede ser anclado en el nodo. El presente trabajo es una investigación de tipo factible. CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO 3. Esta limitación es de 20 veces el diámetro de la menor barra que pasa por la junta.1 Tipo de Investigación. suficiente para garantizar el anclaje y esta longitud es función del diámetro de la barra que se ancla. a problemas.
.Técnicas de procesamiento y análisis de información. Una vez realizada esta investigación documental. 3.4. como del código ACI (318-05). se elaborará un manual de diseño con la información más relevante.Fases de la investigación. acerca de los requerimientos y detalles de diseño que promuevan la integridad estructural de las edificaciones de concreto armado ante las acciones sísmicas. así como también de las diferentes normas y especificaciones que se deben tomar en cuenta para el diseño que se encuentran en los códigos y normas de la construcción civil..3.5. 3. La investigación se basará en la recopilación de información de diferentes textos bibliográficos. Selección de Material Bibliográfico y Normas. El manual que se plantea como solución en este trabajo podrá ser utilizado por ingenieros civiles y estudiantes de ingeniería civil cursantes de las materias Concreto Armado II y Proyectos Estructurales Avanzados.2. Durante el proceso de investigación se analizarán diferentes fuentes bibliográficas especializadas y recientes.Instrumentos de recolección de información.. . 3.3.Población.. así como las últimas versiones tanto de la Norma Covenin (1753-2006 y 1756-2001).
Columnas ND3 y Juntas ND3. con Nivel de Diseño 3 (ND3) y con Nivel de Diseño 2 (ND2). A su vez. que se reproducen a continuación: Objetivo General: Elaborar un Manual de Detalles de Diseño de Miembros de Pórticos Resistentes a Momentos (Estructuras Tipo I. CAPÍTULO IV PROPUESTA En el presente capítulo se desarrolla el conjunto de detalles y especificaciones de diseño que deben ser incorporados en los proyectos de edificaciones de concreto armado. revisión y análisis de los diferentes textos de edición reciente. Así. compuestos por pórticos resistentes a momentos. 2. Se plantea elaborar un Manual con un contenido teórico resumido motivando los requerimientos de los diseños y posteriormente un capítulo que contenga las especificaciones particulares y figuras detalladas. que son. se da cumplimiento a los Objetivos del presente Trabajo. Objetivos Específicos: 1. Detallar los requerimientos de diseño de Miembros sometidos a Flexión Pura. tanto de Nivel de Diseño 2 (ND2) como Nivel de Diseño 3 (ND3).Esta selección se realizara a través de la identificación. tanto de Nivel de Diseño 2 (ND2) como Nivel de Diseño 3 (ND3). Se presentan los detalles agrupados en dos (2) partes. . Detallar los requerimientos y presentar Detalles de Diseño de Miembros sometidos a Flexión y Carga Axial. a saber. Elaboración del Manual. Vigas ND3. los detalles ND3 se presentan clasificados en 3 Partes. con los artículos que le corresponden. Normas vigentes y trabajos antecedentes disponibles. según COVENIN 1756-98) de las Edificaciones de Concreto Armado. Cada detalle se acompaña con un extracto del Articulado de la Norma COVENIN. tal como lo define la Norma COVENIN 1753:2006.
Este compendio de detalles servirá de referencia rápida de consulta para estudiantes y profesionales en sus proyectos y trabajos. . Es de hacer notar que cualquier consulta de mayor profundidad puede hacerse en el Capítulo 2 de este trabajo. donde se desarrolla el marco teórico.
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