Vigas Continuas Presentacion FINAL

VIGASCONTINUAS DE CONCRETO REFORZADO

VIGASINTRODUCCION

En la siguiente presentacin podremos aprender acerca de vigas continuas de concreto reforzado, sus concepto bsicos, dos diferentes mtodos analticos para disearlas y tambin lo referente con su construccin.

VIGASCONTINUAS DE CONCRETO REFORZADO

La viga es un elemento estructural de forma alargada y generalmente horizontal o inclinada que sirve para formar y cargar losas en los edificios y sostener cargas. Su trabajo estructural es a flexin. Existen vigas de concreto reforzado, acero y madera. A la viga de concreto se le conoce tambin con el nombre de trabe.

VIGASTEORIA ELASTICA

Existen dos teoras para el diseo de estructuras de concreto

reforzado: La teora elstica Es ideal para calcular los esfuerzos y deformaciones que se representan en una estructura de concreto bajo las cargas de servicio. Es incapaz de predecir la resistencia ltima de la estructura, con el fin de determinar la intensidad de las cargas que provocan la ruptura y as poder asignar coeficientes de seguridad.

VIGASFACTORES DE REDUCCIONEs un nmero menor que 1, por el cual hay que multiplicar la resistencia nominal calculada para obtener la resistencia de diseo. El factor de reduccin de resistencia toma en cuenta: Las incertidumbres en los clculos de diseo. Variaciones en la resistencia de los materiales. La mano de obra y Las dimensiones las cuales, aunque pueden estar individualmente dentro de las tolerancias y los lmites pueden al continuarse, tener como resultado una reduccin de la resistencia.

VIGASTEORIA PLASTICA Y FACTORES DE CARGALa teora plstica es un mtodo fundado en las experiencias y teoras

correspondientes al estado de ruptura de las teoras consideradas. Esta teora utiliza un factor de carga, el cual es un nmero por el cual hay que factorizar la carga real o de servicio para determinar la carga ltima que puede resistir un miembro en la ruptura. Los factores que en el reglamento del ACI se denominan U, son los siguientes:Para combinaciones de carga muerta y carga viva: U = 1.4D + 1.7L Para combinaciones de carga muerta, carga viva y carga accidental: U = 0.75 (1.4D + 1.7L + 1.7W) U = 0.75 (1.4D + 1.7L + 1.87E) Cuando la carga viva sea favorable se deber revisar la combinacin de carga muerta y carga accidental con los siguientes factores de carga: U = 0.90D + 1.30W U = 0.90D + 1.30E

VIGASTIPOS DE FALLAS

A. s lr

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VIGASMETODO DE LA TEORIA ELASTICA

a.

Si sujetamos una viga de concreto reforzado y le aplicamos una carga de flexin progresiva, distinguiremos etapas distintas: a. Si la carga que le aplicamos a la viga es pequea, trabajar el concreto (como si fuera una viga homognea), a compresin y a tensin. P+P1+P2


b.

b. Al irle aplicando ms carga a la viga sta empezar a deformarse aumentando las fatigas de compresin y de tensin hasta que llegar un momento en que el material alcanza su lmite elstico. La primera grieta aparece en el centro de la viga y se van multiplicando en nmero y profundidad conforme se va incrementando la carga. Estas grietas se van abriendo cada vez ms.


El efecto de las cargas sobre una viga no depende slo de la intensidad de las mismas, sino que tambin del lugar donde se encuentran aplicadas. Sin duda, una misma carga puede ser soportada por la viga si dicha carga se coloca en el extremo y provocar la ruptura si la carga se coloca en el centro de ella.

VIGASMETODO DE LA TEORIA ELASTICALa teora convencional del concreto armado se deriva del hecho de que en condiciones normales de trabajo, los esfuerzos de los materiales no pasan de sus lmites elsticos, es decir que existe proporcionalidad entre los esfuerzos y las deformaciones. (Ley de Hooke)

VIGASMETODO DE LA TEORIA ELASTICAPara analizar el fenmeno de la flexin en las vigas de concreto armado, se aceptan las siguientes hiptesis: a. Toda seccin plana antes de la deformacin permanece plana despus de la deformacin b. El mdulo de elasticidad del acero y del concreto se suponen constantes. c. La tensin del par elstico interno es resistida totalmente por el acero de refuerzo. d. Entre el acero y el concreto se supone una adherencia perfecta dentro de los lmites elsticos de los materiales.

VIGASMETODO DE LA TEORIA ELASTICADel diagrama de deformaciones, se deducen las fatigas para cualquier punto de la seccin una vez conocidos los mdulos de la elasticidad del acero (Es) y del concreto (Ec).kd/3

z C jd

h E.N . Ast

K d

fc fcs

C1

n As b

El valor de la compresin total ser igual al volumen del prisma triangular y est representado por: La tensin total ser igual al volumen del cilindro de esfuerzos y est representado por: El brazo del par que se deforma entre la tensin y la compresin ser:

VIGASCONSIDERACIONES DEL DISEO DE VIGASa. Una vez calculadas las dimensiones de la viga, como resultado de la carga viva y la carga muerta supuesta, se revisan de acuerdo con el tamao estimado para asegurarse que su peso se tomo en cuenta adecuadamente. b. Se recomienda que el ancho de vigas rectangulares debe ser de la 1/2 a 3/4 partes del peralte efectivo. La distancia libre entre soportes laterales de una viga no debe exceder nunca de 50 veces menor ancho del patn o cara de compresin. c. El reglamento ACI especifica que 4cm es el mnimo de recubrimiento protector para vigas y trabes.

VIGASCONSIDERACIONES DEL DISEO DE VIGASd. Al disear una viga, el procedimiento usual es suponer b, el ancho, y calcular el peralte efectivo d de acuerdo con esta suposicin. e. f. Al suponer el ancho de la viga es importante tomar en cuenta el nmero probable de varillas. Se estima el peralte total suponiendo 8.2cm de peralte por cada metro de claro libre.

VIGASPROCEDIMIENTO DE DISEO PARA VIGAS RECTANGULARES1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Cargas. Cortante mximo. Momento flexionarte mximo. Calculo del peralte efectivo de la viga rea de refuerzo por tensin. Esfuerzo cortante unitario. Espacio en el cual se requieren estribos. Espaciamiento entre estribos. Esfuerzos por adherencia. Dobleces, traslapes y ganchos.

VIGASMETODO POR ESTADOS LIMITESSe define como ESTADOS LIMITES aquellas situaciones para las que, de ser superadas, puede considerarse que la estructura no cumple alguna de las funciones para las que ha sido proyectada. Se consideran dos categoras de estados lmite: los de falla y los de servicio. a. Los de falla corresponden al agotamiento definitivo de la capacidad de carga de la estructura o de cualquiera de sus miembros. b. Los estados lmite de servicio tienen lugar cuando la estructura llega a estados de deformaciones o daos que afecten su funcionamiento, pero no su capacidad para soportar cargas.

VIGASESTADOS LIMITES DE FALLAPara revisar los estados lmite de falla se debe verificar que la resistencia del elemento estructural sea mayor que las acciones que actan sobre este. Esta verificacin se efecta de la siguiente forma: Se determinan las acciones que obran sobre la estructura, las cuales se clasifican en permanentes, como la carga muerta; variables, como la carga viva; y accidentales, como el sismo y el viento.

VIGASESTADOS LIMITES DE FALLASe calculan los efectos de las acciones sobre la estructura, o sea, los valores de las fuerzas axiales y cortantes y de los momentos flexionantes y torsionantes que actan en distintas secciones de la estructura. El momento nominal (Mn) se puede calcular de dos maneras: 1. Si se conocen las cargas que actuaran sobre la viga. Mu Mn 2. Si no se conocen las cargas. Mn= fy bd (1-(0.59 )/fc)

VIGASESTADOS LIMITES DE FALLALas fuerzas internas se multiplican por factores de carga, F, para obtener las llamadas fuerzas internas de diseo. Los distintos reglamentos establecen lo siguiente: Para combinaciones de carga muerta y viva solamente el Fc=1.4. Fc=1.4. Para combinaciones con cargas muertas, vivas y accidentales el Fc=1.1 Fc=1.1 Para acciones cuyo efecto sea favorable a la resistencia o estabilidad de la estructura, se tomar un factor de carga, Fc=0.9. Fc=0.9. En la revisin de estados lmite de servicio, se tomar Fc=1. Fc=1.

VIGASESTADOS LIMITES DE FALLASe calculan las resistencias nominales, de cada elemento de la estructura, y se multiplican por factores reductivos, para obtener las llamadas resistencias de diseo. La resistencia nominal Mn se reduce con el coeficiente de reduccin de resistencia . El ms utilizado para vigas sometidas a flexin es =0.90.

VIGASESTADOS LIMITES DE FALLASe verifica que las resistencias de diseo sean iguales o mayores que las fuerzas internas de diseo.

Segn el ACI: En este reglamento no se nos establece valores de carga que deben ser utilizados. La revisin de la seguridad en el Reglamento ACI se plantea entonces como (resistencia nominal) U.

VIGASESTADOS LIMITES DE FALLAPara evitar la falla a compresin la cual ocurre en forma explosiva y sin aviso, es bueno mantener una cantidad de acero pequea y as tendramos una falla gradual por fluencia del acero en vez de aplastamiento del concreto. Esto puede lograrse manteniendo una cuanta de refuerzo = As/bd por debajo de cierto lmite. Sin embargo, lo ideal sera que la falla suceda en ambos al mismo tiempo, y para esto calculamos una cuanta balanceada del acero ( b).

De un analisis de este diagrama de deformaciones, podemos concluir una expresin para calcular el ,

=0.85

VIGASESTADOS LIMITES DE SERVICIOEste mtodo se refiere al anlisis del comportamiento de las estructuras bajo condiciones de carga normales, que tiene que ver con el uso y ocupacin de las estructuras; aqu se incluyen los agrietamientos, deflexiones y vibraciones. Las deflexiones en miembros de concreto reforzado se pueden calcular con las expresiones usuales como por ejemplo:

VIGASESTADOS LIMITES DE SERVICIOLa dificultad en el clculo de los momentos de inercia reside en la estimacin del agrietamiento que ha ocurrido. Si el momento flector es menor que el momento de agrietamiento, la seccin total sin agrietar proporciona rigidez y con ella puede calcularse el momento de inercia Ig de la seccin completa.

VIGASESTADOS LIMITES DE SERVICIOCuando el momento sea mayor que el Magr, las grietas de tensin que se desarrollan en la viga ocasionaran que se reduzca la seccin transversal de la viga, asi que el momento de inercia seria cercano a Iagr .

Las deflexiones calculadas anteriormente seria las deflexiones inmediatas, pero tambin tenemos las deflexiones producidas a travs del tiempo. Estas deflexiones solo se pueden calcular de una forma aproximada., multiplicando la deflexin instantnea por un factor:

VIGASDESCRIPCIN DEL PROYECTO

El siguiente proyecto es una casa de habitacin para una familia de clase media que consta de dos plantas con una losa solida de entrepiso en una direccin que se ha diseado con la finalidad de calcular y disear una viga continua, mediante el mtodo elstico y estados limites.



Las cargas que deben soportar la viga consisten: 1. El peso propio de la viga 2. El peso de la pared de bloque 327kg/m2 3. Carga viva 200kg/m2 (casa de habitacin)

Se utilizo concreto 3000psi y acero de grado 40

VIGASARMADOS DE LA VIGA, MTODO ELASTICO

Utilizando el momento mximo obtuvimos un peralte efectivo (d) de 30cm y un rea de acero de 7.85cm2 en los claros y 5.49cm2 en los apoyos. Colocando 3 varillas #6 y 2#6 respectivamente.



Las 3 varillas #6 calculadas solamente son necesarias en los tramos de momento mximo, los bastones tienen una longitud de 80 cm.

VIGASARMADOS DE LA VIGA, MTODO POR ESTADOS LIMITES


Los factores de carga nos aumentan la magnitud de la carga total Utilizando las formulas de este mtodo o tuvimos que el mx de la viga es de 0.0279 , el cual junto con el momento mx. nos ayuda a determinar que la seccin de la viga ser de 15x25cm El As calculado es de 10.46cm2,y con dicha rea decidimos colocar 4 varillas #6 en el claro y 2#6 en el apoyo, los astones tienen una longitud de 80 cm


Por aspectos econmicos colocamos las 4 varillas #6 calculadas solamente en los tramos de momento mximo

VIGASTA ULACIN DE DATOSMtodo Elstico Carga Total Momento Mximo Positivo Momento Mximo Negativo Cortante Mximo rea de Acero Seccin de viga Costos 1513 kg/m 2876.50 kg-m 2007kg-m 3101.71kg 7.85cm2 20x35cm 624.96lps/ml Mtodo Estados Limites 1895kg/m 3191.77 kg-m 2513.8kg-m 3161.56kg 10.46cm2 15x25cm 449.51lps/ml

VIGASConstruccin del armado

VIGASENCOFRADOS

Condiciones bsicas a tenerse en cuenta en el diseo y la construccin de encofrados: Seguridad Precisin en las medidas Economa

VIGASENCOFRADOS Consideraciones: Empleo de la madera en optimas condiciones Deben de soportar las cargas de construccin como ser el concreto, peso de los trabajadores y al equipo empleado en el vaciado Precisin en las medidas Tomar en cuenta el acabado de las superficies de concreto. Los costos de construccin

VIGASENCOFRADOS

Estn conformados por un elemento vertical llamado pilote, una viga de madera horizontal y dos transversales llamados rompe vientos, breces para darle mas soporte a la estructura y retener el concreto y en la parte inferior la durmiente.

VIGASENCOFRADOS

VIGASENCOFRADOS

VIGASENCOFRADOS

VIGASENCOFRADOS

VIGASCONCLUSIONESLos factores de carga del ACI son menores en comparacin con otros reglamentos, pero los factores de reduccin de resistencias del ACI son mucho ms severos en comparacin a otros reglamentos. El diseo de vigas con la teora elstica genera vigas con dimensiones mucho ms grandes que la teora de estados lmites. Por consiguiente es ms conveniente usar este segundo mtodo ya que optimiza el uso del acero y del concreto El mtodo de Estados Limites est basado en probabilidades por consiguiente tiene una menor probabilidad de falla. El uso de factores de reduccin y factores de carga son debido a las diferentes cosas que podran ocurrir en la obra y afectar la resistencia del elemento. Al momento del disear un armado de una viga, se deben de tomar en cuenta los aspectos constructivos.

Vigas Continuas Presentacion FINAL

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