105010037 diseno de vigas de concreto reforzado

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  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    1/13

    ESTRUCTURA MODELADA

    ESTADOS DE CARGA SEGN RNE:

    CD = Carga muerta

    CV = Carga viva

    CS = Carga de sismo

    COMBINACIONES SEGN RNE:

    0.9MD+1.25Ms

    0.9MD-1.25Ms

    1.25(MD+Mv-Ms)

    Combinacion

    1.5MD+1.8Mv

    1.25(MD+Mv+Ms)

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    2/13

    Diseo de viga : V-101

    Del anlisis realizado en el Programa Estructural SAP-2000

    Escogemos los valores de momentos ms desfavorables

    Mu extremo =

    Mu centro =

    Procedemos al diseo con los siguientes datos :

    f'c =

    fy =

    Mu extremo = 3.72 Tn-m

    Mu centro = 1.63 Tn-m

    rec: 3 cm

    Acero : 5/8 ''

    Estribo : 3/8 ''

    d = 35.25 cm

    Cuanta balanceada :

    = 0.02125

    mx = 0.01063

    Peralte del bloque rectangular equivalente de esfuerzos :

    a = 8.8134

    Momento resistente mximo :

    Para acero negativo .

    3.72 Tn-m < Mcmax

    No necesita acero en compresion

    Para acero positivo :

    1.63 Tn-m < Mcmax

    No necesita acero en compresion

    Acero mnimo : As min =

    40

    25

    1.63 Tn-m

    210 Kg/cm

    3.72 Tn-m

    4200 Kg/cm

    2.94 cm

    MC max =

    Mu (-) =

    10.92 Tn-m

    D I S E O D E V I G AS

    Mu (-) =

    )6000

    6000(

    '*85.0

    fyfy

    cfb

    cf

    fyda

    '*85.0

    **max

    baadcfMC **)2/('85.0*max

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    3/13

    Para acero Negativo :

    d = As1 = 1*b*d

    d' = As1 =

    a = As1*fy/(0.85*f'c*b) Mu1 = 0.9*As1*fy(d-a/2)

    a = 8.813 Mu1 = 10.92 Tn-m

    Mu2 = Mu-Mu1

    Mu2 =

    As2 =

    Asumimos inicialmente : a =0.02d

    0.705075 -5.1358 -4.7392 -4.7642 -4.7626

    -5.4568 -5.0354 -5.0619 -5.0603 -5.0604

    As2 =

    cuantia = -0.00506

    f's = 6(a-beta*d')/a

    f's =

    Acero en traccin :

    As = As1+As2

    As =

    As =

    Acero a util izar:2 5/8 ' '

    Acero en compresion

    As' = As2*fy/f's

    As' = -6.53

    Acero a util izar:

    4 5/8 ' '

    Para acero positivo

    0.705075 1.1629 1.1705 1.1707 1.1707

    1.2355 1.2437 1.2438 1.2438 1.2438

    As =

    cuantia = 0.00124

    As =

    Acero a util izar:

    2 5/8 ' '

    3.25 Tn/cm

    4.75 cm

    1.24 cm

    9.36 cm

    -7.20 Tn-m

    -5.06 cm

    Usar cuantia mnima : 2.94 cm

    35.25 cm

    As ( cm2

    ) =

    -5.06 cm

    a ( cm ) =

    4.30 cm

    ==> As = 3.96 cm2

    ==> As = 7.92 cm2

    Usar acero calculado : 4.30 cm

    ==> As = 3.96 cm2

    As ( cm2

    ) =

    a ( cm ) =

    )2/(9.0 adfy

    MuAs

    bcf

    fyAsa

    *'*85.0

    *

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    4/13

    Del analisis realizado en el Programa Estructural SAP-2000

    Escogemos los valores de cortantes ms desfavorables

    Vu izquierdo =Vu derecho =

    El cortante : Vx = Ra - WX

    Cortante a la cara de la columna

    Va = 4.650 Vb = 5.910

    Cortante en el apoyo Vdu =Vb - w*d

    Wd = 2.16 L = 5.00 m

    Wv = 0.225 b= 25.0 cm

    Wu = 3.65 Tn/m d = 35.3 cm

    Luego : Vdu = 4.625 Tn

    Cortante tomado por el concreto : Vc

    Vc=0.53*f'c1/2

    *b*d

    Vc =

    Vn = Vdu/0.85Vn=

    Vs=Vn - Vc

    Vs =

    Vn Vc/2

    Usar estribos:

    3/8 '' : 1 @ 0.05, 6@10, 6@15 R @ 0.20

    V-101

    No se necesita ningn tipo de refuerzo transversal

    4.65 Tn-m

    Wu = 1.5Wd + 1.8Wv

    6.769 Tn

    -1.328 Tn

    CLCULO DEL ACERO TRANSVERSAL

    Diseo de viga :

    5.91 Tn-m

    5.441 Tn

    Vs

    dfyAvS ..

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    5/13

    V-102

    Del anlisis realizado en el Programa Estructural SAP-2000

    Escogemos los valores de momentos ms desfavorables

    Mu extremo =

    Mu centro =

    Procedemos al diseo con los siguientes datos :

    f'c =

    fy =

    Mu extremo = 2.61 Tn-m

    Mu centro = 1.54 Tn-m

    rec: 3 cm

    Acero : 5/8 ''

    Estribo : 3/8 ''

    d = 35.25 cm

    Cuanta balanceada :

    = 0.02125

    mx = 0.01063

    Peralte del bloque rectangular equivalente de esfuerzos :

    a = 8.8134

    Momento resistente mximo :

    Para acero negativo .

    2.61 Tn-m < Mcmax

    No necesita acero en compresion

    Para acero positivo :

    1.54 Tn-m < Mcmax

    No necesita acero en compresion

    Acero mnimo : As min =

    40

    25

    Mu (-) =

    Mu (-) =

    2.94 cm

    2.61 Tn-m

    1.54 Tn-m

    210 Kg/cm

    4200 Kg/cm

    Diseo de viga :

    MC max = 10.92 Tn-m

    )6000

    6000(

    '*85.0

    fyfy

    cfb

    cf

    fyda

    '*85.0

    **max

    baadcfMC **)2/('85.0*max

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    6/13

    Para acero negativo :

    d = As1 = 1*b*d

    d' = As1 =

    a = As1*fy/(0.85*f'c*b) Mu1 = 0.9*As1*fy(d-a/2)

    a = 8.813438 Mu1 = 10.92 Tn-m

    Mu2 = Mu-Mu1

    Mu2 =

    As2 =

    Asumimos inicialmente : a =0.02d

    0.705075 -5.9277 -5.4133 -5.4500 -5.4473

    -6.2981 -5.7516 -5.7906 -5.7878 -5.7880

    As2 =

    cuantia = -0.0058

    f's = 6(a-beta*d')/a

    f's =

    Acero en traccin :

    As = As1+As2

    As =

    As =

    Acero a util izar:

    2 5/8 ' '

    Acero en compr esion

    As' = As2*fy/f's

    As' = -7.47175

    Acero a util izar:

    4 5/8 ' '

    Para acero positivo

    0.705075 1.0987 1.1049 1.1050 1.1050

    1.1673 1.1739 1.1740 1.1740 1.1740

    As =

    cuantia = 0.00117

    3.58 cm

    ==> As = 3.96 cm2

    ==> As = 7.92 cm2

    a ( cm ) =

    As ( cm2

    ) =

    1.17 cm

    -8.31 Tn-m

    -5.79 cm

    a ( cm ) =

    As ( cm2

    ) =

    -5.79 cm

    3.25 Tn/cm

    3.58 cm

    Usar acero calculado :

    35.25 cm

    4.75 cm 9.36 cm

    )2/(9.0 adfy

    MuAs

    bcf

    fyAsa

    *'*85.0

    *

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    7/13

    As =

    Acero a util izar:

    2 5/8 ' '

    Del analisis realizado en el Programa Estructural SAP-2000

    Escogemos los valores de cortantes ms desfavorables

    Vu izquierdo =

    Vu derecho =

    El cortante : Vx = Ra - WX

    Cortante a la cara de la columna

    Va = 3.700 Vb = 4.360

    Cortante en el apoyo Vdu =Vb - w*d

    Wd = 2.16 L = 5.00 m

    Wv = 0.225 b= 25.0 cm

    Wu = 3.65 Tn/m d = 35.3 cm

    Luego : Vdu = 3.075 Tn

    Cortante tomado por el concreto : Vc

    Vc=0.53*f'c1/2

    *b*d

    Vc =

    Vn = Vdu/0.85

    Vn=

    Vs=Vn - Vc

    Vs =

    Vn Vc/2

    Usar estr ibos:

    3/8 ' ' : 1 @ 0.05, [email protected], [email protected] R @ 0.20

    Wu = 1.5Wd + 1.8Wv

    6.769 Tn

    3.618 Tn

    -3.151 Tn

    No se necesita ningn tipo de refuerzo transversal

    ==> As = 3.96 cm2

    3.70 Tn-m

    CLCULO DEL ACERO TRANSVERSAL

    Diseo de viga : V-102

    4.36 Tn-m

    Usar cuantia mnima : 2.94 cm

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    8/13

    V-103

    Del anlisis realizado en el Programa Estructural SAP-2000

    Escogemos los valores de momentos ms desfavorables

    Mu extremo =

    Mu centro =

    Procedemos al diseo con los siguientes datos :

    f'c =

    fy =

    Mu extremo =

    Mu centro = 6.00 Tn-m

    rec: 4 cm

    Acero : 3/4 ''

    Estribo : 3/8 ''

    d = 49.10 cm

    Cuanta balanceada :

    = 0.02125

    mx = 0.01063

    Peralte del bloque rectangular equivalente de esfuerzos :

    a = 12.2738

    Momento resistente mximo :

    Para acero negativo .

    12.00 Tn-m < Mcmax

    No necesita acero en compresion

    Para acero positivo :

    6.00 Tn-m < Mcmax

    No necesita acero en compresion

    Acero mnimo : As min =

    12.00 Tn-m

    210 Kg/cm

    35

    55

    4200 Kg/cm

    6.00 Tn-m

    12.00 Tn-m

    Diseo de viga :

    MC max = 29.65 Tn-m

    Mu (-) =

    Mu (-) =

    5.73 cm

    )6000

    6000(

    '*85.0

    fyfy

    cfb

    cf

    fyda

    '*85.0

    **max

    baadcfMC **)2/('85.0*max

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    9/13

    Para acero negativo :

    d = As1 = 1*b*d

    d' = As1 =

    a = As1*fy/(0.85*f'c*b) Mu1 = 0.9*As1*fy(d-a/2)

    a = 12.27375 Mu1 =

    Mu2 = Mu-Mu1

    Mu2 =

    As2 =

    Asumimos inicialmente : a =0.02d

    0.9819 -6.4570 -5.9980 -6.0245 -6.0229

    -9.6049 -8.9221 -8.9614 -8.9591 -8.9593

    As2 =

    cuantia = -0.004654

    f's = 6(a-beta*d')/a

    f's =

    Acero en traccin :

    As = As1+As2

    As =

    As =

    Acero a util izar:

    4 3/4 ' '

    Acero en compresion

    As' = As2*fy/f's

    As' = -10.610589

    Acero a util izar:

    1 3/4 ' '

    Para acero positivo

    0.9819 2.1955 2.2232 2.2239 2.2239

    3.2658 3.3071 3.3080 3.3080 3.3080

    As =

    cuantia = 0.0017185

    -8.96 cm

    18.26 cm

    Usar acero calculado :

    3.55 Tn/cm

    9.30 cm

    a ( cm ) =

    9.30 cm

    ==> As = 11.40 cm2

    ==> As = 2.85 cm2

    5.91 cm

    As ( cm2

    ) =

    -17.65 Tn-m

    -8.96 cm

    a ( cm ) =

    3.31 cm

    As ( cm2

    ) =

    49.10 cm

    29.65 Tn-m

    )2/(9.0 adfy

    MuAs

    bcf

    fyAsa

    *'*85.0

    *

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    10/13

    As =

    Acero a util izar:

    2 3/4 ' '

    Del analisis realizado en el Programa Estructural SAP-2000

    Escogemos los valores de cortantes ms desfavorables

    Vu izquierdo =

    Vu derecho =

    cortante : x = a -

    Cortante a la cara de la columna

    Va = 12.920 Vb = 14.370

    Cortante en el apoyo Vdu =Vb - w*d

    Wd = 2.16 L = 5.00 m

    Wv = 0.225 b= 35.0 cm

    Wu = 3.65 Tn/m d = 49.1 cm

    Luego : Vdu = 12.580 Tn

    Cortante tomado por el concreto : Vc

    Vc=0.53*f'c1/2

    *b*d

    Vc =

    Vn = Vdu/0.85

    Vn=

    Vs=Vn - Vc

    Vs =

    Vn Vc/2

    Usar estr ibos:

    3/8 '' : 1 @ 0.05, [email protected], [email protected] R @ 0.20

    CLCULO DEL ACERO TRANSVERSAL

    Diseo de viga : V-103

    No se necesita ningn tipo de refuerzo transversal

    14.801 Tn

    1.603 Tn

    14.37 Tn-m

    12.92 Tn-m

    Wu = 1.5Wd + 1.8Wv

    13.197 Tn

    Usar cuantia mnima : 5.73 cm

    ==> As = 5.70 cm2

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    11/13

    V - A

    Del anlisis realizado en el Programa Estructural SAP-2000

    Escogemos los valores de momentos ms desfavorables

    Mu extremo =

    Mu centro =

    Procedemos al diseo con los siguientes datos :

    f'c =

    fy =

    Mu extremo = 1.80 Tn-m

    Mu centro = 0.45 Tn-m

    rec: 3 cm

    Acero : 1/2 ''

    Estribo : 1/4 ''

    d = 16.23 cm

    Cuanta balanceada :

    = 0.02125

    mx = 0.01063

    Peralte del bloque rectangular equivalente de esfuerzos :

    a = 4.0575

    Momento resistente mximo :

    Para acero negativo .

    1.80 Tn-m < Mcmax

    No necesita acero en compresion

    Para acero positivo :

    0.45 Tn-m < Mcmax

    No necesita acero en compresion

    Acero mnimo : As min =

    1.80 Tn-m

    0.45 Tn-m

    210 Kg/cm

    4200 Kg/cm

    Diseo de viga :

    20

    25

    MC max = 2.31 Tn-m

    Mu (-) =

    Mu (-) =

    1.35 cm

    )6000

    6000(

    '*85.0

    fyfy

    cfb

    cf

    fyda

    '*85.0

    **max

    )2/(9.0 adfy

    MuAs

    baadcfMC **)2/('85.0*max

    bcf

    fyAsa

    *'*85.0

    *

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    12/13

    Para acero negativo :

    d = As1 = 1*b*d

    d' = As1 =

    a = As1*fy/(0.85*f'c*b) Mu1 = 0.9*As1*fy(d-a/2)

    a = 4.0575 Mu1 = 2.31 Tn-m

    Mu2 = Mu-Mu1

    Mu2 =

    As2 =

    Asumimos inicialmente : a =0.02d

    0.3246 -0.7969 -0.7700 -0.7706 -0.7706

    -0.8467 -0.8181 -0.8188 -0.8188 -0.8188

    As2 =

    cuantia = -0.001638

    f's = 6(a-beta*d')/af's =

    Acero en traccin :

    As = As1+As2

    As =

    As =

    Acero a util izar:

    3 1/2 ' '

    Acero en compresionAs' = As2*fy/f's

    As' = -2.72622684

    Acero a util izar:

    2 1/2 ' '

    Para acero positivo

    0.3246 0.6973 0.7055 0.7057 0.7057

    0.7409 0.7496 0.7498 0.7498 0.7498

    As =cuantia = 0.0015

    As =

    Acero a util izar:

    2 1/2 ' '

    16.23 cm

    3.77 cm 4.31 cm

    -0.51 Tn-m

    -0.82 cm

    a ( cm ) =

    As ( cm2

    ) =

    -0.82 cm

    1.26 Tn/cm

    3.49 cm

    Usar acero calculado : 3.49 cm

    ==> As = 3.80 cm2

    ==> As = 2.53 cm2

    a ( cm ) =

    As ( cm2

    ) =

    0.75 cm

    Usar cuantia mnima : 1.35 cm

    ==> As = 2.53 cm2

  • 7/22/2019 105010037 Diseno de Vigas de Concreto Reforzado

    13/13

    Del analisis realizado en el Programa Estructural SAP-2000

    Escogemos los valores de cortantes ms desfavorables

    Vu izquierdo =

    Vu derecho =

    El cortante : Vx = Ra - WX

    Cortante a la cara de la columna

    Va = 1.800 Vb = 2.000

    Cortante en el apoyo Vdu =Vb - w*d

    Wd = 2.16 L = 5.00 mWv = 0.225 b= 25.0 cm

    Wu = 3.65 Tn/m d = 16.2 cm

    Luego : Vdu = 1.408 Tn

    Cortante tomado por el concreto : Vc

    Vc=0.53*f'c1/2

    *b*d

    Vc =

    Vn = Vdu/0.85

    Vn=

    Vs=Vn - VcVs =

    Vn Vc/2

    Usar estr ibos:

    1/4 ' ' : 1 @ 0.05, [email protected], R @ 0.20

    2.00 Tn-m

    Wu = 1.5Wd + 1.8Wv

    3.116 Tn

    1.657 Tn

    -1.459 Tn

    No se necesita ningn tipo de refuerzo transversal

    CLCULO DEL ACERO TRANSVERSAL

    Diseo de viga : V - A

    1.80 Tn-m