8.6 DE LAS ESTRUCTURAS DE HORMIGON
ARMADO
8.6.1.0 CALCULO DE LAS ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO
8.6.1.1 Conceptos generales para el cálculo de estructuras
de hormigón armado
a) Hipótesis de cálculo:
Las tensiones de la sección de una estructura expuesta
a la flexión simple o compuesta, se calculan en la hipótesis
de que los alargamiento son proporcionales a las distancias al
eje neutro de la pieza. Las fatigas admisibles de compresión
pare el hormigón y de tracción para el hierro, y
las tensiones de resbalamiento y de adherencia son válidas
solamente bajo la condición de que la armadura absorba
todo el esfuerzo de tracción sin tomar en cuenta la cooperación
del hormigón en este esfuerzo;
b) Símbolos de los elementos para el cálculo:
Los símbolos más comunes que se utilizarán
en los cálculos de hormigón armado son los de la
figura:
CUADRO PAG 302 SECCION VIII
c) Valor del coeficiente n:
Para dimensionar las piezas y calcular tensiones, se fija el valor
de la relación entre los módulos de elasticidad
del hierro y del hormigón en N =15 (Ee = 2.100.000 Kg/
cm2; Eb 140.000 Kg/cm2)
Para el cálculo de las magnitudes incógnitas de
las estructuras estáticamente indeterminadas con excepción
de vigas continuas y la determinación de las deformaciones
elásticas en todas las estructuras, se adoptará
como módulo de elasticidad a la tracción y compresión
del hormigón el valor Eb= 210.000 Kg/cm2 Para calcular
el momento de inercia se tomará la sección total
del hormigón incluyendo o no 10 veces la sección
de la armadura. (Para vigas placa, véase inciso d) de "
Vigas rectangulares y vigas placa") (Ver parag. 8.6.1.6):
d) Posición más desfavorable de las cargas para
la determinación de los esfuerzos de corte y reacciones
de apoyo.
(1) Cargas móviles: Se preverán siempre en la posición
más desfavorable. Esta puede determinarse por medio de
líneas de influencia;
(2) Sobrecargas uniformemente repartidas: Se suponen situadas
en su posición más desfavorable actuando sobre toda
la extensión de cada tramo. Los esfuerzos de corte a considerar
para la determinación de las tensiones de resbalamiento
y de adherencia de vigas continuas, losas nervuradas, vigas rectangulares
y vigas placa en edificios comunes, se calculan con la carga total
actuando en todos los tramos. En vigas continuas de luces desiguales,
esto se admite solamente cuando la luz menor sea por lo menos
0,8 de la mayor. Para vigas de un tramo se calculan también
los esfuerzos de corte suponiéndolas totalmente cargadas;
(3) Reacciones de apoyo: Las reacciones de apoyo transmitidas
por losas, losas nervuradas, vigas rectangulares, vigas placa
y columnas, se pueden calcular sin considerar la continuidad suponiendo
que los elementos estén infinitamente próximos apoyados
libremente en los apoyos intermedios. Debe tenerse en cuenta la
continuidad de las vigas principales para el cálculo de
las cargas de las columnas cuando la relación de las luces
de dos tramos vecinos sea menor de 2/3. Las reacciones de apoyo
se calcularán suponiendo que todos los tramos estén
totalmente cargados:
e) Determinación de la zona de distribución de cargas
aisladas para el cálculo de losas a flexión:
(1) Las losas de luz I sometidas a la acción de cargas
aisladas próximas al centro del plano (transmitidas por
ruedas, pies de máquinas).
CUADRO PAG 304 SECCION VIII
que actúen por intermedio de una capa de relleno de espesor
s, o sin ella, se calculan como vigas rectángulares de
ancho: b´ = t1 + 2s, s b =( (1) b´´= 2/3 x 1
En la cual b" no debe pasar del valor t1 + 2s+ 2,0 (en metros)
entre ambos anchos b´ y b´´ puede elegirse el
mayor. La zona de ancho b debe Ilevar una armadura de repartición
igual a: Donde: C x fe / b - (t1 + 2s) C = 0,10 + 10 fe = armadura
principal necesaria para la carga concentrada (b, t1, s, se expresan
en metros) Se adoptará como mínimo 3 Æ 7 mm
por metro.
CUADRO PAG 305 SECCION VIII
Se admitirá que en la dirección de la armadura principal
la carga se reparta en la extensión de valor igual a: t2
+ 2s 2.Si la carga está próxima a los apoyos, el
ancho se calcula con la fórmula b = 5d
(3) En el cálculo de las tensiones de resbalamiento de
las losas debe admitirse un ancho: b´ = t1 + 2s, s b= (2)
b´´´ = 1/3 x I En la cual b ´´´no
debe pasar el valor: t1 + 2s +1,0 (en metros) Entre anchos b´
y b´´´ puede elegirse el mayor.
(4) Sobre la repartición de cargas para losas con armadura
cruzada, véase inciso b) de "Losas con armadura cruzada",
penúltimo párrafo: (Ver parag. 8.6.1.3).
f) Tensiones de resbalamiento: Se calcularán las tensiones
de resbalamiento en cimientos, losas nervuradas, loses, vigas
rectangulares, vigas placa y pórticos. La tensión
to se calcula por la fórmula: to = Q / bo x z donde Q =
esfuerzo de corte. z = brazo de palanca elástico. Bo= ancho
de la viga, de los nervios en losas nervuradas o de losas. Se
tomará en cuenta la variación de las tensiones cuando
existan acartelamientos.
En caso de que la tensión to, resulte superior a 14 Kg/cm2
se aumentara la sección de la viga hasta conseguir una
tensión que no exceda este limite. Para absorber las tensiones
de resbalamiento en losas, vigas rectangulares, vigas placa pórticos,
se doblarán en lo posible las barras que no sean necesarias
para resistir a los diferentes momentos flexores a lo largo de
la viga Pueda prohibido el uso de barras inclinadas, ancladas
insuficientemente en las zonas de compresión y de tracción
(es decir, barras inclinadas flotantes).
Cuando la tensión to, exceda de 4 Kg/cm2 en losas nervuradas,
vigas rectangulares, vigas placa y pórticos, o sea superior
a 6 Kg/cm2 en losas, todos los esfuerzos serán absorbidos
por barras dobladas y estribos proyectados según al criterio
gráfico de la figura: La posición de las barras
inclinadas corresponderá a la línea media de la
viga o pieza en cuestión. Cuando una carga aislada se encuentra
a distancia del apoyo más o menos igual a z, se colocará
una armadura apropiada para resistir los esfuerzos inclinados.
Se colocarán en las vigas y demás elementos, excepto
losas, por lo menos cuatro estribos de 5 mm de diámetro
por metro lineal:
CUADRO PAG 307 SECCION
g) Tensiones de torsión y de adherencia:
(1) Tensión de torsión: Las tensiones de tracción,
resultantes de los esfuerzos de torsión, deben ser tomadas
en cuenta, colocándose una armadura suplementaria ampliada;
(2) Tensión de adherencia: No es necesario calcular esas
tensiones cuando el diámetro de las barras no exceda de
25 mm. Cuando solamente existan barras rectas con o sin estribos,
la tensión de adherencia se calcula por la fórmula:
t1 = Q / u x z
(3) donde: u = perímetro total de las barras de la armadura,
expresado en cm. Cuando existan barras dobladas con o sin estribos,
en el cálculo de la tensión de adherencia de las
barras rectas se tomará, para t1 en la formula anterior,
la mitad del esfuerzo de corte. Cuando resulte una tensión
de adherencia superior a 5 Kg/cm2, debe aumentarse el perímetro
de las barras o asegurar los extremos por disposiciones especiales
(placas de anclaje, hierros transversales).
h) Variaciones de temperatura y contracción:
(1) Variación de temperatura: Se supondrá una variación
uniforme de la temperatura para toda la estructura. En aquellos
elementos que tengan variaciones de temperatura originadas por
su destino (chimeneas, depósitos para líquidos calientes)
se tendrá en cuenta una posible diferencia de temperatura
que pudiera ocurrir en su interior. El coeficiente de dilatación
térmica dt del hormigón armado se tomará
igual a 0,000010 y puede en casos especiales justificarse otro
valor. Se ha constatado para la Capital Federal una temperatura
media en invierno de + 10°C y en verano de + 20°C y se
admiten las siguientes como mínima y máxima. de
– 3°C y 38°C, respectivamente; en consecuencia,
en los cálculos se adoptará una variación
de temperatura de 28°C. Para las estructuras cuya dimensión
mínima sea superior a 70 cm o que estén protegidas
de las variaciones de temperaturas por revestimientos u otras
disposiciones puede adoptarse una variación de 20°C.
Al considerar la dimensión mínima de 70 cm no se
descontará el vacío en elementos tubulares;
(2) Contracción: Para estructuras estáticamente
indeterminadas se considera la influencia de la contracción
para las magnitudes incógnitas admitiendo una disminución
de la temperatura como sigue:
Para pórticos o estructuras similares......................
15°C
Para arcos o bóvedas con armaduras total. > 0,5 %..15°C
< 0,5%.. 20 °C
Se consideran como arcos y bóvedas de hormigón armado
solamente aquellos que tengan por metro de ancho una armadura
longitudinal, arriba y abajo, por lo menos de 4 cm2 y que importen
una armadura total igual o mayor que 0,1 % de la sección
de hormigón;
(3) Casos de edificios comunes: Pueden no considerarse en el cálculo
estático estas influencias, pero se tendrá en cuenta
introduciendo juntas de dilatación, proyectadas de acuerdo
con la Dirección.
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