Capitulo 3Diseo y anlisis a flexin3.1. Bases del diseo3.1.1. Anlisis vs diseo Anlisis implica investigar o revisar un producto conocido Diseo implica un producto desconocido (al menos en parte) Anlisis evala la respuesta de una estructura ante la aplicacin de cargas Diseo involucra la seleccin de muchas variables, es un proceso iterativo3.1.2. Objetivos del diseoEncontrar una estructura que satisfaga objetivos bsicos FactibilidadSe puede lograr hacer Seguridad(*)La estructura no va a fallar durante su vida til Serviciabilidad(*)Cumplir con lo que se ha diseado Economa FuncionalidadFuncionar para lo que se ha estimado Esttica(*) Cdigos de diseo3.1.3. Consideraciones del diseo Diseo en tensiones de servicioLas tensiones bajo cargas de servicio o trabajo, son limitados a valores permisibles o admisibles, analizando la estructura en un rango elstico lineal Diseo en resistencias ultimas (estado limite ultimo)Las cargas de trabajo o servicio son MAYORADAS y la estructura es diseada para resistir un RESISTENCIA ULTIMA3.1.4. Cdigos de diseo ACI AASHTO BS EHE Eurocdigo AREA CBH 87 AISC DIN FAA3.1.5. Cargas Cargas muertasHormignAcero Cargas vivas Cargas de ocupacinPersonas, muebles u objetos mviles Cargas de vehculosCamiones, autos, trenes, etc. Cargas accidentales Sismos, lluvia, viento, presin, nieve, etc.3.1.6. Tensiones admisibles

Tensiones admisiblesACIAASHTO

Hormign

CompresinTraccin

CompresinTraccin

Pretesado Postesado

Tensiones admisiblesACIAASHTO

Acero

Traccin

Traccin

3.1.7. Factores de mayoracin de cargas y reduccin de resistenciasa)

b) FlexinCortante3.2. Diseo y anlisis en flexin

3.2.1. Conceptos de pretensadoa) Como un material homogneo, no considera por separado al acero y al hormign

b) Como una combinacin de acero y hormign

c) Como una carga equivalente

EjemploDeterminar las tensiones en el hormign en la seccin criticaPropiedades geomtricas

a)

b)

tc)

3.2.2. Etapas de cargaInicial Aplicacin del pretensadoPeso propioFinalHan ocurrido las perdidas del pretensadoPeso propioCargas vivas

3.2.3. Notacin por flexinA : rea bruta del hormign cmh = Altura de la seccin cmys = Distancia del centroide a la fibra superior cmyi = Distancia del centroide a la fibra inferior cmAp = rea del acero pretensadocmIyy = Momento de inercia centroidal cm4ws = Modulo de seccin superiorcmwi = Modulo de seccin inferior cmks = Lmite superior del ncleo central cmki = Limite inferior del ncleo centralcm = Eficiencia a flexin del la seccin %dmin = recubrimiento libre del pretensadocm = Tensin en el hormign kgf/cmf = Tensin en el acero kgf/cm3.2.4. Condiciones de tensinI)

II)

III)

IV)

Condicin practicaV)

EjemploVerificar las tensiones en el hormign y comprarlas con las admisibles para la siguiente viga simplemente apoyada, en la seccin critica segn las norma ACI

Solucin a) Propiedades geomtricas

115009013500012500628942005.4

2112547.553437.5527343.75304.15342172.8

33005150025003592.81077841

2925189937.5542343.752362018.9

b) Solicitaciones

c) Tensiones admisiblesd) Condiciones

I)

II)

III)

IV)

3.2.5. Interpretacin de las inecuacionesI)

II)

III)

IV)

BCDADiagrama de MagnelDominio de factibilidadPretensado optimo

A=DCarga mxima que la seccin puede soportar3.2.6. Determinacin de las propiedades de la seccin mediante las inecuaciones EjemploCalcule el pretensado ptimo

I) II) III) IV) Cul es la carga viva mxima que la viga puede soportar

Cul es el valor del P ptimo para carga mxima