Diseño de estructuras de concreto

Disposiciones de integridad estructural
AGRIETAMIENTO EN ELEMENTOS SOMETIDOS A FLEXIÓN
Todas las vigas de concreto reforzado se agrietan, iniciándose el proceso por lo general para cargas muy por debajo del nivel de servicio y posiblemente aun antes de que actúen las cargas, debido a que no se puede retraer libremente. Las grietas de flexión generadas por las cargas no son sólo inevitablessino realmente necesarias con el fin de que el refuerzo trabaje de manera efectiva. Antes de la formación de las grietas de flexión, el esfuerzo en el acero no es mayor que _n veces el esfuerzo del concreto adyacente, donde n es la relación modular, EJEC. _Para los materiales comunes en la práctica actual, n es más o menos 8. Así que, cuando el concreto está cerca de su módulo de rotura,aproximadamente de 500 lb/pulg2, el esfuerzo en el acero será sólo 8 x 500 = 4000 lb/pulg2, valor muy bajo para que el acero trabaje en forma efectiva como refuerzo. Para las cargas normales de servicio pueden esperarse esfuerzos en el acero hasta de ocho y nueve veces este valor.
Diseño a torsión
El diseño a torsión de un elemento a flexión de concreto reforzado involucra una serie de pasos. Lasiguiente secuencia asegura que se cubren cada uno de éstos:
Verificar los esfuerzos cortantes en la sección bajo cortante y torsión combinados utilizando el criterio de la sección.
Verificar que se cumplen los requisitos mínimos de refuerzo transversal tanto para torsión como para cortante. Éstos incluyen el espaciamiento máximo como se describe en las secciones, y elárea mínima dada en la ecuación.
Calcular el refuerzo de torsión longitudinal requerido _A¡ utilizando el mayor de los valores dado en las ecuaciones, cumpliendo los requisitos de espaciamiento y tamaño de barras dado en la sección. La porción de A¡ en la zona de compresión por flexión puede reducirse en Mu/(0.9df i), _siempre y cuando se cumplan la ecuación y los requerimientos deespaciamiento y de tamaños de barras.
COMPRESIÓN MÁS FLEXIÓN DE COLUMNAS RECTANGULARES
FALLA BALANCEADA
La forma característica del diagrama de interacción de una columna, tiene importantes implicaciones en el diseño. En la región de falla a tensión, una reducción de las cargas axiales puede producir la falla para determinado momento. Cuando se realice el estudio de un pórtico, eldiseñador debe analizar todas las posibles combinaciones de carga, que incluye la que produzca la mínima carga axial simultánea con determinado momento. Para calcular la capacidad de una columna sometida a un momento, se debe utilizar únicamente la compresión que estará presente con certeza.
FLEXIÓN BIAXIAL
ANÁLISIS POR COMPUTADOR PARA FLEXIÓN BIAXIAL DE COLUMNAS
Obviamente, este método noes práctico para cálculos manuales, pero los pasos iterativos pueden llevarse a cabo en forma fácil y rápida con computadores personales que también permiten una presentación gráfica de los resultados. En la referencia se encuentran detalles completos de lo anterior.
Diversos programas de computador para flexión biaxial están disponibles comercialmente, tales como BIAXCOL3 (American ConcreteInstitute, Farmington Hills, Michigan), PCA-COL (Portland Cement Association, Skokie, Illinois) y HBCOLUMN (Concrete Reinforcing Steel Institute, Schaumburg, Illinois).
*CRITERIOS DEL CÓDIGO ACI PARA NO TENER EN CUENTA *LOS EFECTOS DE ESBELTEZ
Para elementos a compresión no arriostrados contra desplazamientos laterales, los efectos de esbeltez pueden despreciarse cuando kljr seamenor que 22.
El radio de giro r para columnas rectangulares puede tomarse igual a 0.30h, donde h es la dimensión total de la sección transversal en dirección en la cual se está considerando la estabilidad. Para elementos circulares, puede tomarse como 0.25 veces el diámetro. Para otras formas, r se calcula para la sección bruta de concreto.
De acuerdo con el Código ACI 10.12.1, para...