aci-22 concreto simple estructural

22.0 - Notacin

Ag = rea total de la seccin, cm2.

Al = rea cargada, cm2.

A2 = el rea de la base ms baja de la porcin msgrande de una pirmide, cono, o cua rebajada,contenida en su totalidad dentro del apoyo, yteniendo para su base superior el rea cargada, y teniendo tambin pendientes laterales de 1vertical a 2 horizontal, cm2.

b = ancho del elemento, cm.

bo = permetro de la seccin crtica para el cortanteen zapatas, cm.

Bn = resistencia nominal al aplastamiento del reacargada, kg.

fc = resistencia especificada a la compresin delconcreto. kg/cm2. Ver Captulo 5.

f c = raz cuadrada de la resistencia especificadaa la compresin del concreto, kg/cm2.

fct = resistencia promedio a la tensin del concretode agregado ligero, kg/cm2. Ver secciones 5.1.4y 5.1.5

h= espesor total del elemento, cm.

lc = distancia vertical entre apoyos, cm.

Mn = resistencia nominal al momento en la seccin, kgcm.

Mu = momento factorizado en la seccin, kgcm.

Pn = resistencia nominal de la seccin transversalsujeta a compresin, kg.

Pnw = resistencia nominal a la carga axial de un muro diseado por medio de la seccin 22.6.5, kg.

Pu = carga axial factorizada a una excentricidaddada, kg.

S = mdulo de seccin elstica de la seccin, cm3.

Vn = resistencia nominal al cortante en la seccin,kg.

Vu = fuerza cortante factorizada en la seccin, kg..

c = relacin de lado largo a lado corto de la cargaconcentrada o rea de reaccin.

= factor de reduccin de resistencia. Ver seccin9.3.5

22.1 Objetivo

22.1.1 Este captulo proporciona informacin sobrelos requisitos mnimos para el diseo y construccinde elementos estructurales de concreto simple(colado en la obra o precolado), con excepcin de loespecificado en las secciones 22.1.1.1 y 22.1.1.2.

22.1.1.1 Los muros estructurales de los stanos deconcreto simple, debern exceptuarse de losrequisitos para condiciones especiales de exposicinde la seccin 4.2.2.

22.1.1.2 El diseo y la construccin de losasapoyadas en la tierra, tales como banquetas y losas

REGLAMENTO ACI 318-99 155

Captulo 22

Concreto Simple Estructural

Sptima Parte - Concreto Simple Estructural

apoyadas en la tierra, no seran regidas por estereglamento, a menos que transmitan cargasverticales de otras partes de la estructura al suelo.

22.1.2 Para estructuras especiales, tales como arcos,estructuras utilitarias subterrneas, muros degravedad, y muros de proteccin, lasespecificaciones de este captulo regirn cuando seaaplicable.

22.2 Limitaciones

22.2.1 Las especificaciones de este captuloaplicarn al diseo de elementos estructurales deconcreto simple. Ver seccin 2.1.

22.2.2 El uso del concreto simple estructural estarlimitado a:

a) elementos que estn continuamente apoyados enel suelo o soportados por otros elementosestructurales, capaces de proporcionar apoyo vertical continuo;

b) elementos para los que la accin de arcoproporciona compresin bajo todas las condicionesde carga; o,

c) muros y pedestales. Ver secciones 22.6 y 22.8. Eluso de concreto simple estructural no se permitir encolumnas.

22.2.3 Este captulo no rige en el diseo e instalacinde pilotes colados en la obra y de pilas empotradas en el suelo.

22.2.4 Resistencia mnima

La resistencia a la compresin especificada delconcreto simple a utilizarse en propsitosestructurales no deber ser menor que 175 kg/cm2.

22.3 Juntas

22.3.1 Las juntas de contraccin o de aislamiento, sedebern proporcionar para dividir elementosestructurales de concreto simple, en elementos deflexin discontinuos. La dimensin de cada elemento se deber limitar al control del incremento de

esfuerzos internos excesivos, dentro de cadaelemento, causados por la restriccin demovimientos contra fluencia, contraccin, y efectosde temperatura.

22.3.2 Al determinar el nmero y ubicacin de juntas de contraccin y de aislamiento, se deber tomar encuenta: la influencia de condiciones climticas; laseleccin y proporcionamiento de los materiales; elmezclado, colado y curado del concreto; el grado derestriccin al movimiento; los esfuerzos debido acargas a las que un elemento est sujeto; y lastcnicas de construccin.

22.4 Mtodo de diseo

22.4.1 Los elementos estructurales de concretosimple se debern disear para una resistenciaadecuada, de acuerdo con las indicaciones de estereglamento, utilizando factores de carga y resistencia de diseo.

22.4.2 Las cargas factorizadas y las fuerzas debernser en tales combinaciones como lo especifica laseccin 9.2

22.4.3 En donde la resistencia requerida exceda laresistencia de diseo, el refuerzo se deberproporcionar y el elemento disear, como unelemento de concreto reforzado, de acuerdo con losrequisitos adecuados de diseo de este reglamento.

22.4.4 El diseo por resistencia de elementosestructurales de concreto simple, en cuanto a cargasde flexin y cargas axiales, se deber basar en unarelacin lineal esfuerzo-deformacin, tanto paratensin como para compresin.

22.4.5 La resistencia a la tensin del concreto sepodr considerar en el diseo de elementos deconcreto simple, cuando se sigan las especificaciones de la seccin 22.3

22.4.6 No se asignar resistencia al acero de refuerzoque pueda estar presente.

22.4.7 La tensin no deber transmitirse a travs debordes exteriores, juntas de construccin, juntas decontraccin, o juntas de aislamiento de un elemento

156 REGLAMENTO ACI 318-99

CAPITULO 22 CONCRETO SIMPLE ESTRUCTURAL

individual de concreto simple. No se asumircontinuidad de flexin debida a tensin, entreelementos adyacentes estructurales de concretosimple.

22.4.8 Al calcular la resistencia a la flexin, lascargas combinadas de flexin y axial, y el cortante; la seccin transversal completa de un elemento sedeber tomar en cuenta para el diseo, con excepcindel concreto colado contra el suelo, en donde elespesor total h, se deber tomar como 5 cm menorque el espesor real.

22.5 Resistencia de diseo

22.5.1 El diseo de secciones transversales sujetas aflexin deber basarse en:

M Mn u (22-1)

donde Mu es el momento factorizado y Mn es laresistencia nominal al momento calculada por:

M f Sn c= 13. (22-2)

donde S es el mdulo de seccin elstica de laseccin transversal.

22.5.2 El diseo de secciones transversales sujetas acompresin se deber basar en:

P Pn u (22-3)

donde Pu es la carga factorizada, y Pn es la resistencianominal a la compresin calculadas por:

P fh

An cc=

060 132

2

1. 'l

(22-4)

donde A1 es el rea cargada.

22.5.3 Los elementos sujetos a cargas combinadas de flexin y axial en compresin, se deberndimensionar para que en la cara a compresin:

P P M Mu n u n + 1 (22-5)

y en la cara en tensin:

M S P A fu u g c/ / . 13 (22-6)

22.5.4 El diseo de secciones transversalesrectangulares sujetas a cortante se debern basar en:

V Vn u (22-7)

donde Vu es el cortante factorizado y Vn es laresistencia nominal al cortante, calculados por:

V f bhn c= 035. (22-8)

para la accin de viga, y por

V f b hnc

c o= +

02654

3

8

3.

(22-9)

para accin en dos sentidos, pero no mayor que 0 70. f b hc o22.5.5 El diseo de reas de aplastamiento sujetas acompresin se deber basar en:

B Pn u (22-10)

en donde Pu es la carga factorizada de aplastamiento,y Bn es la resistencia nominal al aplastamiento delrea cargada A1 calculadas por:

B f An c= 085 1. ' (22-11)

excepto cuando la superficie de soporte es ms ancha en todos los lados que el rea cargada, la resistencia dediseo para aplastamiento en el rea cargada, se debermultiplicar por A A2 1 pero no mayor que 2.

22.5.6 Concreto ligero

22.5.6.1 Las disposiciones de la seccin 22.5 seaplican a concreto de peso normal. Cuando se useconcreto con agregado ligero debe aplicarse una delas siguientes modificaciones:



(a) Cuando se especifique fct y el concreto sea

dimensionado de acuerdo con la seccin 5.2, las

ecuaciones que incluyen f c, deben modificarse

sustituyendo 1.8 fct por f c, siempre que aparezca

en la seccin 22.5, pero el valor de 1.8 fct no deber

exceder f c,

(b) cuando no se especifique fct todos los valores

de f c, en la seccin 22.5 debern multiplicarse

por 0.75 para concreto "todo de peso ligero", y 0.85

para concreto "ligero con arena". Se deber permitir

la interpolacin lineal cuando se use reemplazo

parcial con arena

22.6 Muros

22.6.1 Los muros estructurales de concreto simpledebern estar continuamente apoyados en el suelo,zapatas, muros de cimentacin, trabes de liga, u otros elementos estructurales capaces de proporcionar unapoyo vertical continuo.

22.6.2 Los muros estructurales de concreto simpledebern disearse para cargas verticales, laterales yotras cargas a las que estn sujetas.

22.6.3 Los muros estructurales de concreto simple,debern disearse para una excentricidadcorrespondiente al momento mximo que puedaacompaar la carga axial, pero no ser menor que0.10h. Si la resultante de todas las cargas factorizadas se localiza dentro del tercio medio del espesor totaldel muro, el diseo deber estar de acuerdo con lassecciones 22.5.3 22.6.5. De otra manera, los murosse debern disear de acuerdo con 22.5.3.

22.6.4 El diseo por cortante deber estar de acuerdocon la seccin 22.5.4.

22.6.5 Mtodo emprico de diseo

22.6.5.1 Los muros estructurales de concreto simple,con una seccin transversal rectangular slida,podrn disearse por la ecuacin (22-12), si laresultante de todas las cargas factorizadas se localizadentro del tercio medio del espesor total del muro.

22.6.5.2 El diseo de muros sujetos a cargas axialesen compresin se deber basar en:

P Pnw u (22-12)

donde Pu es la carga axial factorizada y Pnw es laresistencia nominal a la carga axial calculada por

P f Anw c gc

h

=

0 45 1

322. '

l(22-13)

22.6.6 Limitaciones

22.6.6.1 A menos que se demuestre por medio de unanlisis detallado, la longitud horizontal de un muroa considerarse efectiva para cada carga verticalconcentrada, no deber exceder la distancia centro acentro entre cargas, ni el ancho del soporte ms 4veces el espesor del muro.

22.6.6.2 Con excepcin de lo indicado en la seccin22.6.6.3, el espesor de muros de carga no deber sermenor de 1/24 de la altura o longitud no soportada, lo que sea ms corto, ni menos de 14 cm.

22.6.6.3 El espesor de muros exteriores en el nivel de stano y muros de cimentacin no deber ser menorque 19 cm.

22.6.6.4 Los muros debern contraventearse contrala traslacin lateral. Ver secciones 22.3 y 22.4.7.

22.6.6.5 Se debern proporcionar no menos de dosvarillas nmero 5, alrededor de toda abertura deventanas o puertas. Tales varillas se debernextender por lo menos 60 cm. ms all de lasesquinas de las aberturas.

22.7 Zapatas

22.7.1 Las zapatas de concreto estructural simple sedebern disear para cargas factorizadas y reacciones



inducidas, de acuerdo con los requisitos apropiadosde diseo de este reglamento, y como se indica en lassecciones 22.7.2 a la 22.7.8.

22.7.2 El rea de la base de la zapata deber serdeterminada a partir de las fuerzas no factorizadas ymomentos transmitidos por la zapata al suelo, y lapresin permitida del suelo deber ser establecidapor medio de principios de mecnica de suelos.

22.7.3 El concreto simple no se deber utilizar parazapatas sobre pilotes.

22.7.4 El espesor de las zapatas de concretoestructural simple, no deber ser menor de 20 cm.Ver seccin 22.4.8.

22.7.5 El momento factorizado mximo se debercalcular en las secciones crticas ubicadas comosigue:

a) En la cara de la columna, pedestal o muro, parauna zapata que soporte una columna de concreto,pedestal o muro.

b) A la mitad entre el centro y el borde del muro,para zapatas soportando un muro de mampostera.

c) A la mitad entre la cara de una columna y elborde de una placa de base metlica, para zapatassoportando una columna con una placa de basemetlica.

22.7.6 Cortante en zapatas de concreto simple

22.7.6.1 El cortante factorizado mximo se debercalcular de acuerdo con la seccin 22.7.6.2, con laubicacin de la seccin crtica medida en la cara de la columna, pedestal, o muro, para zapatas soportandouna columna, pedestal o muro. Para zapatassoportando una columna, con placas de basemetlica, la seccin critica se deber medir en laubicacin definida en la seccin 22.7.5(c).

22.7.6.2 La resistencia al cortante de zapatas deconcreto simple estructural en la vecindad de cargasconcentradas o de reacciones, deber regirse por lams severa de las siguientes condiciones:

a) La accin de la viga para la zapata, con unaseccin crtica extendindose en un plano a lo largo

del ancho total de la zapata, y ubicada a una distanciah de la cara de la carga concentrada o rea dereaccin. Para esta condicin, la zapata se deberdisear de acuerdo con la ecuacin (22-8).

b) La accin en dos direcciones para una zapata, conuna seccin crtica perpendicular al plano de lazapata y ubicada de manera que su permetro bo nosea un mnimo, pero que no necesite aproximarsems que h/2 al permetro de la carga concentrada orea de reaccin. Para esta condicin, la zapatadeber disearse de acuerdo con la Ecuacin (22-9).

22.7.7 La columna o pedestales de concreto de forma circular o de polgono regular, se podrn tratar comoelementos cuadrados con la misma rea para laubicacin de las secciones crticas para el momento y el cortante.

22.7.8 La carga factorizada de aplastamiento en elconcreto en la superficie de contacto soportante, y enel elemento soportado, no deber exceder laresistencia de diseo al aplastamiento para una u otrasuperficie, como se indica en la seccin 22.5.5.

22.8 Pedestales

22.8.1 Los pedestales de concreto simple se deberndisear para cargas verticales, laterales u otras cargas a las que estn sujetos.

22.8.2 La relacin de altura no soportada a ladimensin lateral promedio menor de pedestales deconcreto, no deber exceder a 3.

22.8.3 La carga axial mxima factorizada aplicada apedestales de concreto simple, no deber exceder laresistencia de diseo al aplastamiento dada en laseccin 22.5.5.

22.9 Elementos precolados

22.9.1 El diseo de elementos de concreto simpleprecolado, deber considerar todas las condiciones decarga desde la fabricacin inicial hasta completar laestructura, incluyendo el retiro de cimbras,almacenamiento, transporte, y montaje.



22.9.2 Las limitaciones de la seccin 22.2 aplican aelementos precolados de concreto simple nosolamente en la condicin final, sino tambin durante la fabricacin, transporte, y montaje.

22.9.3 Los elementos precolados se debern conectar con seguridad para transferir todas las fuerzaslaterales a un sistema estructural capaz de resistirtales fuerzas.

22.9.4 Los elementos precolados debern serapuntalados adecuadamente y soportados durante sumontaje, para asegurar un alineamiento adecuado ysu integridad estructural, hasta que se completen lasconexiones permanentes.

22.10 Concreto simple en estructuras resistentes a sismos

22.10.1 Las estructuras diseadas para fuerzasinducidas por sismos en regiones de alto riesgossmico o asignadas a las categoras de diseo o altocomportamiento ssmico, no debern tener

elementos de cimiento de concreto estructuralsimple, excepto en lo siguiente:

a) Se permite que para viviendas separadas para unao dos familias, con tres pisos o menos de alto, yconstruidas con muros soportantes de travesaos, zapatas de concreto simple sin refuerzo longitudinalsoportando muros y zapatas de concreto simplesoportando columnas y pedestales.

b) Para todas las otras estructuras, se permitenzapatas de concreto simple soportando muros, acondicin de que las zapatas estn reforzadaslongitudinalmente con no menos de 2 varillas derefuerzo continuo. Las varillas no debern sermenores al No.4, y debern tener una rea total de nomenos de 0.002 veces el rea total de la seccintransversal de la zapata. Deber proporcionarsecontinuidad del refuerzo en las esquinas y en lasintersecciones.

c) Para viviendas separadas para una o dos familiascon tres pisos o menos de altura, y construidas conmuros soportantes de travesaos, se permitencimientos de concreto simple o muros de stanos, acondicin de que el muro no sea menor que 19 cm degrueso, y retenga no ms de 1.20 m de relleno nocompactado.



aci-22 concreto simple estructural

Documents