Vigas De Acople 1i45b

Conceptos teóricos & Ejemplo de Diseño para ACI 318 - 11

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico



Las vigas de acople son elementos que conectan muros estructurales pueden proporcionar rigidez y disipación de energía.

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Ln:Longitud de la viga de acople  Alfa: Angulo del eje central al primer elemento > 13°  h: Distancia del borde de la abertura hasta la parte superior del muro. 

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico



Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

bw: Grosor de La viga de Acople > 16 pulgadas (con refuerzo diagonal)

  

  

Capitulo 9 – Coeficientes por cortante Capitulo 10.9 Capitulo 11 Capitulo 12 Capitulo 14 Capitulo 21

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Sección 21.9.7

Ln/hw>4

Vigas de Acople

Ln/hw<2

2
Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Capitulo 25 SMF

Vu> 4*f*cacw

Sin Refuerzo Diagonal Viga con refuerzo diagonal

Con refuerzo diagonal o cumplen lo establecido en 21.5.2 hasta 21.5.4

a

Diagonales

21.9.7.4

b

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

C

Diagonales

21.9.7.4

Sig Diapos Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Barras diagonales confinadas por refuerzo transversal (estribos) con dimensiones exterior - exterior no menor a bw/2 en la dirección paralela a bw y bw/5 a los otros lados

21.6.4.2

Diagonales

21.9.7.4

C

21.6.4.3 (c) Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

La Separación del refuerzo transversal Se debe escoger el menor de las siguientes condiciones que se definen así: a) Sección menor / 4 b) Seis veces el diámetro de la varilla 6db c) Sx=4+(14-hx)/3  (ECUACION 21-2) 4<Sx<6

Espirales Diagonales

Definición Básica

21.9.7.4

ACI y Condiciones

C

21.6.4.4

Ejemplo Numérico

Ec 21-3 y 10-5

Diagonales

21.9.7.4

C

21.6.4.4

Rectangulares

S: Espaciamiento bc o hc: Distancia de Centro a Centro de cada varilla

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Ag: Área con recubrimiento

Ash: Área núcleo

Con el propósito de efectuar el cálculo de Ag para su uso en las ecuaciones (10-5) y (21-4), se supone el recubrimiento de concreto, como se requiere en 7. 7, en los cuatro costados de cada grupo de barras colocadas diagonalmente.

Diagonales

Definición Básica

C

21.9.7.4

ACI y Condiciones

El refuerzo transversal, o su refuerzo transversal alternativo que cumple con los requisitos de espaciamiento y relación de volumen para los refuerzos transversales a lo largo de las diagonales, debe continuar a través de la intersección de las barras diagonales. El refuerzo longitudinal y transversal adicional debe distribuirse alrededor del perímetro de la viga, con el área total en cada dirección no menor de 0.002bws y un espaciamiento que no exceda de 300 mm. Ejemplo Numérico

d

Diagonales

Definición Básica

21.9.7.4

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

(d) Se debe proporcionar refuerzo transversal para toda la sección transversal de la viga, que cumpla con 21.6.4.2, 21.6.4.4 y 21.6.4. 7, con un espaciamiento longitudinal que no exceda al menor valor entre 6 pulgadas y seis veces el diámetro de las barras diagonales, y con un espaciamiento que no exceda de 200 mm en los ganchos suplementarios o ramas de los ganchos, tanto vertical como horizontalmente, en el plano de la sección transversal de la viga. Cada gancho suplementario y cada rama del gancho deben enlazar una barra longitudinal de igual o mayor diámetro. Se permite configurar los ganchos como se especifica en 21.5.3.6.

d

Diagonales

Definición Básica

El recubrimiento no reforzado puede descascararse cuando la columna se deforma al resistir los efectos sísmicos. La separación del núcleo de sectores del recubrimiento causada por un descascaramiento local crea unriesgo de caída del material. Se requiere de refuerzo adicional para reducir el riesgo de que partes del recubrimiento caigan desde la columna.

21.9.7.4

ACI y Condiciones

21.6.4.7 Si el recubrimiento de concreto fuera del refuerzo transversal de confinamiento, especificado en 21.6.4.1, 21.6.4.5 y 21.6.4.6, excede 100 mm, debe colocarse refuerzo transversal adicional. El recubrimiento de concreto sobre el refuerzo transversal adicional no debe exceder de 100 mm con un espaciamiento del refuerzo transversal adicional no superior a 300 mm

Ejemplo Numérico

ACI 318 – 11 (Adaptado de: Bungale S Taranath: Reinforced Concrete Design of tall Building pag 587)

Acero diagonal

Definición Básica

ACI y Condiciones

Estribos

Ejemplo Numérico

Acero Viga

Diagonal

Estribos

Diseño viga acople Refuerzo Viga Definición Básica

ACI y Condiciones

Revisión Cortante

Ejemplo Numérico

Horizontal Vertical

 1. 2. 3. 4. 5. 6.

7.

Datos de entrada Geometría  Cargas Vu:210kip fc:4000 psi Acw:ln*h=16*50=800 in² λ=1 bw: 16in

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Acero diagonal

Estribos



Verificar condición 1: ln/hw=72/50=1.44



Verificar condición 2: Vu>

Acero Viga

/1000

Ya que cumple las dos condiciones se debe diseñar con elementos diagonales que deben cumplir lo establecido en 21.9.7.4

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Acero diagonal



Estribos

Acero Viga

El Angulo Alfa α que aparece en la ecuación 21-9 reescrita acá es una función iterativa que se lleva a convergencia a través de ensayo y error con la ecuación (1) en la siguiente diapositiva se ilustra el procedimiento, de esta misma ecuación se despeja el area de acero Avd que se utilizara posteriormente

Ecuación 1

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Acero diagonal

Intento 1

Angulo Alfa

Intento 2

Intento 3 Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Estribos

Acero Viga

Acero diagonal



Estribos

Acero Viga

El área requerida de acero Avd se calcula despejando este de 21-9, quedando a como sigue en ecuación 2 Ecuación 2



Posterior a la revisión del cortante se propone un área de acero para cumplir con la solicitud. Se proponen 4 Varilla # 1 1

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Acero diagonal



Estribos

Acero Viga

El calculo de la separación de los estribos se puede obtener de la sección 21.9.7.4 (c)

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Acero diagonal





     

Definición Básica

Estribos

Acero Viga

Para el calculo del área de estribo debe calcularse un área de acero cumpliendo con las condiciones establecidas previamente en diapositiva 12, se selecciona varilla #4 bw/2=16/2=8  Se elige bw= 9 pulgadas, se opta por un valor regular y se utiliza el mismo valor para la dirección perpendicular Recubrimiento ¾ " @lado S= 4 in bc : 8.5 Ag Ag= (9+0.75*2)=110.25 Ach:(9*9)=81 Ach Hx:8.5

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

bw

Acero diagonal

AREA ACERO REQUERIDA

AREA ACERO PROVEIDA

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Estribos

Acero Viga

Acero diagonal

Estribos

Acero Viga

Área de acero horizontal y vertical 

Refuerzo Vertical y Horizontal de Viga Alta sección 11.7.4 ACI 318 11

11.7.4.1 - El área de refuerzo para cortante perpendicular al eje longitudinal de la viga, Av no debe ser menor de 0.0025bwS, y s no debe exceder el menor de hw/5 ó 12 in  11.7.4.2 - El área de refuerzo para cortante paralelo eje longitudinal de la viga, Avh, no debe ser menos de 0.0025bwhw , y s2 no debe exceder el menor de hw/5 ó 12 in 

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Acero diagonal



El espaciamiento

Definición Básica

ACI y Condiciones

Ejemplo Numérico

Estribos

Acero Viga