Material De Apoyo 18.8 A 18.10.docx

Nudos en pórticos especiales resistentes a momento. Las fuerzas cortantes en el refuerzo longitudinal de la viga en la cara del nudo se determinan con una resistencia a flexión de 1.25fy. El refuerzo longitudinal de una viga que termine en columna, debe prolongarse hasta la cara del núcleo confinado de la columna más distante y anclarse, tanto en flexión como en compresión. Para concretos de peso normal la dimensión de la columna paralela al refuerzo de la viga no debe ser menor que 20 veces el diámetro mayor de la barra longitudinal de la viga o 26 veces el diámetro de la barra longitudinal más larga en concretos livianos. Si las vigas llegan a los cuatro lados del nudo y el ancho de cada viga mide por lo menos ¾ del ancho de la columna, se puede reducir la cuantía de refuerzo a la mitad y el espaciamiento se puede incrementar a 150 mm dentro de la altura h de la viga menos alta. En el refuerzo de momento negativo de vigas con barras corrugadas con cabeza que terminan en el nudo, la columna se extenderá por arriba de la parte superior del nudo en una distancia mínima a la altura h del nudo. O con refuerzo vertical con ganchos alrededor de las barras de refuerzo superiores y extendiéndose hacia abajo dentro del nudo adicional al refuerzo longitudinal de la columna. En la resistencia nominal del nudo a cortante Vn se debe cumplir con: Configuración del nudo Nudos confinados por vigas en sus 4 caras Nudos confinados por vigas en 3 de sus caras o en 2 opuestas. Otros casos

Vn 1.7𝜆√𝑓′𝑐 𝐴𝑗 1.2𝜆√𝑓′𝑐 𝐴𝑗 𝜆√𝑓′𝑐 𝐴𝑗

λ es 0.75 para concreto liviano y 1 para concreto normal.

El área efectiva (Aj), es: profundidad de nudo * ancho efectivo. Dónde: Profundidad del nudo= altura de sección de columna, h. Ancho efectivo= el ancho de viga más altura del nudo o 2 veces la distancia perpendicular más pequeña del eje longitudinal de la vigas al lado de la columna.

La longitud de desarrollo (ldh) de barras a flexión para diámetros entre No. 10 a No. 36 con gancho estándar doblado dentro del nudo, se obtiene: 𝑙𝑑ℎ =

𝑓𝑦 𝑑𝑏 5.4∗𝜆∗√𝑓′𝑐

ldh debe ser igual al mayor valor de 8db y 150 mm para concreto normal, valor entre 10db y 190 mm para concreto liviano. Para barras corrugadas con cabeza se permite que la distancia libre entre barras sea de mínimo 3db. y puede ser deseable escalonar las cabezas. Para barras rectas, debe ser como mínimo igual al mayor de: 2.5 o 3.25 veces la longitud requerida en la ecuación de ldh si el espesor de concreto fresco colocado debajo la barra no excede de 300 mm en las barras inferiores o superiores respectivamente. Deben pasar a través del núcleo confinado de la columna y cualquier porción fuera del mismo se incrementa en 1.6. Si la longitud de embebido recta requerida para una barra de refuerzo se extiende más allá del volumen de concreto confinado, ldh aumenta en: 𝑙𝑑𝑚 = 1.6𝑙𝑑 − 0.6𝑙𝑑𝑐 Dónde: ldm= longitud de desarrollo si la barra no está totalmente embebida ld= longitud de desarrollo a flexión ldm= longitud de barra embebido

Pórticos especiales resistentes a momento construidos con concreto prefabricados. Los pórticos con conexiones dúctiles se pueden diseñar para lograr la fluencia en ubicaciones no adyacentes a las juntas y cumplen con:  Los requisitos de 18.6 hasta 18.8 para pórticos especiales resistentes a momento construidos en obra.  Vn para conexiones, debe ser al menos 2Ve donde Ve se calcula con 18.6.5.1 o 18.7.6.1.  Los empalmes mecánicos del refuerzo de las vigas deben ubicarse a máximo h/2 de la cara del nudo y cumplir con 18.2.7. Los pórticos con conexiones fuertes cumplen con:  Los requisitos de 18.6 a 18.8 para pórticos especiales resistentes a momento construidos en obra.  La resistencia de diseño de la conexión fuerte, ϕSn>Se.  El refuerzo longitudinal principal debe ser continuo en las conexiones y desarrollarse fuera de la conexión fuerte y de la articulación plástica.  En conexiones columna-columna, ϕSn≥1.4Se , ϕMn≥0.4Mpr para la columna dentro de la altura del piso, y ϕVn≥Ve. Los pórticos que no cumplen con 18.9.2.1 o 18.9.2.2 deben cumplir con:  ACI 374.1  Los detalles y materiales empleados deben ser representativos de los usados en la estructura.  El procedimiento de diseño debe identificar la trayectoria de las cargas o el mecanismo por el cual el pórtico resiste la gravedad y los efectos sísmicos.

Muros estructurales especiales. Los requisitos de diseño para segmentos de muros verticales dependen de la relación de las dimensiones del segmento de muro en el plano del muro hw/lw, y la relación de las dimensiones de su sección horizontal lw/bw; donde: hw/lw < 2 hw/lw ≥ 2

lw/bw ≤ 2.5 Muro

lw/bw ≤ 6 Muro

lw/bw ˃ 6 Muro

El diseño de columnas cumple con 18.10.8.1

Los requisitos de columna cumple con 18.10.8.1

Muro

hw es la altura libre, lw es la longitud horizontal, y bw es el espesor del alma del segmento de muro.

Las cuantías de refuerzo distribuido en el alma, ρl y ρt, para muros estructurales deben ser mínimo de 0.0025, excepto que si 𝑉𝑢 > 0.083𝐴𝑐𝑣 𝜆√𝑓′𝑐 . El espaciamiento del refuerzo en cada dirección en muros estructurales no debe exceder de 450 mm. Deben usarse al menos dos capas de refuerzo cuando 𝑉𝑢 > 0.17𝐴𝑐𝑣 𝜆√𝑓′𝑐 o ℎ𝑤 /𝑙𝑤 ≥ 2. El refuerzo debe empalmarse para f y a flexión según:  El refuerzo longitudinal se extiende a 0.8lw o más, excepto en la parte superior del muro.  Donde se produce fluencia del refuerzo longitudinal por desplazamientos laterales, las ldh del será 1.25 veces los valores calculados para fy en tracción. La resistencia a cortante (Vu), de muros estructurales no debe exceder: 𝑉𝑛 = 𝐴𝑐𝑣 (𝛼𝑐 𝜆√𝑓′𝑐 + 𝜌𝑡 𝑓𝑦 ) 𝛼𝑐 = 0.25 𝑝𝑎𝑟𝑎 ℎ𝑤 /𝑙𝑤 ≤ 1.5 𝛼𝑐 = 0.17 − 0.25 𝑝𝑎𝑟𝑎 1.5 < ℎ𝑤 /𝑙𝑤 < 2 𝛼𝑐 = 0.17 𝑝𝑎𝑟𝑎 ℎ𝑤 /𝑙𝑤 ≥ 2

Dónde: ρt es el refuerzo horizontal ρl es el refuerzo vertical Si ℎ𝑤 /𝑙𝑤 < 2 la cuantia 𝜌𝑙 = 𝜌𝑡 En segmentos verticales de muro que compartan una fuerza lateral común (Vn), Vn < 0.66Acv √f′c donde Acv es el área bruta limitada. Para cada segmento vertical de muro individuales y segmentos horizontales de muro, incluyendo vigas de acople, Vn < 0.83Acw √f′c donde Acw es el área de la sección de concreto del segmento vertical de muro individual bajo consideración.

El cociente 𝛿𝑢 /ℎ𝑤 no debe tomarse menor que 0.005.  El refuerzo del elemento especial de borde debe extenderse verticalmente sobre y bajo la sección crítica en una distancia al menos igual a la mayor entre lw o Mu/4Vu. El esfuerzo a compresión máximo de la fibra extrema, correspondiente a las combinaciones de carga de diseño que incluyen efectos sísmicos E, sobrepasen 0.2𝑓′𝑐 y deben ser menor a 0.15𝑓′𝑐 para que los elementos sean discontinuos. El elemento especial de borde se debe extender horizontalmente desde la fibra extrema en compresión hasta una distancia mínima al mayor valor entre 𝑐 − 0.1𝑙𝑤 y Si 𝑐/2 <. El ancho de la zona de compresión por flexión (b), debe ser al menos ℎ𝑢 /16. Para muros o machones con ℎ𝑤 /𝑙𝑤 ≥ 2 con una sola sección critica 𝑐/𝑙𝑤 ≥ 3/8 y b ≥ 300 mm.

El ancho efectivo del ala en secciones con alas se extiende de la cara del alma a una distancia igual al menor de la mitad de la distancia al alma de un muro adyacente y el 25% de la altura total del muro. En muros y machones de muro con ℎ𝑤 /𝑙𝑤 ≥ 2 se diseñan para tener una única sección crítica a flexión y fuerzas axiales que cumplan con:  Las zonas de compresión deben ser reforzadas: 𝑙𝑤 𝑐≥ 600(1.5𝛿𝑢 /ℎ𝑤 Dónde: c= mayor profundidad del eje neutro calculada para la fuerza axial mayorada y resistencia nominal en 𝛿𝑢 .

Refuerzo transversal especiales de borde:

para

elementos

El elemento de borde confinado tiene una longitud suficiente para desarrollar el refuerzo horizontal del alma, y si 𝐴𝑠 𝑓𝑦 /𝑠 de este no excede 𝐴𝑠 𝑓𝑦 /𝑠 del refuerzo transversal se puede terminar sin gancho o cabeza. El espaciamiento longitudinal del refuerzo transversal no debe ser mayor al menor de 200 mm y 8db de la más pequeña de las barras principales de flexión, excepto

que el espaciamiento no debe exceder el menor de 150 mm y 6db dentro de una distancia igual al mayor de lw y Mu/4Vu. Las vigas de acople con 𝑙𝑛 /ℎ ≥ 4 deben cumplen con 18.6. Las que tengan 𝑙𝑛 /ℎ < 2 y con Vu ≥ 0.33Acw 𝜆√f′c deben reforzarse con dos grupos de barras dispuestas diagonalmente que se intersectan, colocadas en forma simétrica respecto al centro de la luz. Para la resistencia al cortante debe cumplir con: Vn = 2Avd 𝑓𝑦 sin 𝛼 ≤ 0.83Acw √f′c Dónde: α es el ángulo entre las barras diagonales y el eje longitudinal de la viga de acople. El refuerzo transversal cumple con Ash no menor que el mayor de: 𝐴𝑔 𝑓′ 𝑓′ 0.09sb𝑐 𝑓 𝑐 o 0.3sb𝑐 (𝐴 − 1) 𝑓 𝑐 𝑦𝑡

𝑐ℎ

𝑦𝑡

El espaciamiento longitudinal del refuerzo transversal no debe exceder el menor de 150 mm y 6db de la barra diagonal más pequeña.