José Bellido de Luna, Ingeniero Civil.

Gerente General BDL.

Requisitos de resistencia

Factores de carga

Factores de Cargas y Combinaciones:  

Ec (9-1)

Ec (9-2)

Ec (9-3)

Ec (9-4)

Ec (9-5)

Ec (9-6)

Ec (9-7)

FDU .4.1

RóSóLHLTFDU R ....5,0.6.1.2.1

WóLRóSóLDU R .8,0..,1.....6.1.2.1

RóSóLLWDU R ....5,0.0,1.6,1.2,1

SLEDU .2,0.0,10,1.2,1

HWDU .6,1.6,1.9,0

HEDU .6,1.0,1.9,0

SIMBOLOGIAS:

D = cargas permanentes, o las solicitaciones correspondientesE = efectos de carga de las fuerzas sísmicas, o las solicitaciones  correspondientesF = cargas debidas al peso y presión de fluidos con densidades bien definidas y  alturas máximas controlables, o las solicitaciones correspondientesH = cargas debidas al peso y presión lateral del suelo, del agua en el suelo, u otros materiales, o las solicitaciones correspondientesL = sobrecargas, o las solicitaciones correspondientesLr = sobrecargas en las cubiertas, o las solicitaciones correspondientesR = cargas provenientes de la lluvia, o las solicitaciones correspondientesS = carga de nieve, o las solicitaciones correspondientesT = efectos acumulativos de la contracción o expansión resultante de las variaciones de temperatura, la fluencia lenta, la contracción y el hormigón de contracción compensadaU = resistencia requerida para resistir las cargas mayoradas o las solicitaciones  correspondientesW = carga de viento, o las solicitaciones correspondientes

R 9.2.- El valor del factor de carga asignado a cada tipo de carga depende de:•      Grado de precisión con la cual normalmente se pueden evaluar las cargas. •       Variabilidad de las cargas anticipada durante la vida de servicio de la

estructura.•       Probabilidad de ocurrencia simultánea de los diferentes tipos de cargas. •      Variabilidades inherentes al análisis estructural empleado al calcular las 

solicitaciones.

EL DISEÑADOR PUEDE SUPONER COMBINACIONES DE CARGAS NO INCLUIDAS CUANDO ESTIME QUE ESTA NO ESTÁ CUBIERTA PROR LAS COMBINACIONES INDICADAS.

Las excepciones a las combinaciones de cargas son las siguientes:

1. El factor de carga para L en las Ec. (9-3), (9-4) y (9-5) se podrá reducir a 0,5 excepto en el caso de garajes, zonas ocupadas por áreas destinadas a actividades públicas y todas aquellas áreas donde la sobrecarga L sea mayor que 480 kg/m2.

2. Cuando la carga de viento W no ha sido reducida por un factor de direccionalidad, se permite utilizar 1,3W en lugar de 1,6W en las Ecuaciones (9-4) y (9-6). Observar que la ecuación para carga de viento en ASCE 7-98 e IBC 2000 incluyen un factor de direccionalidad del viento que para los edificios es igual a 0,85. El factor de carga para viento en las ecuaciones de las combinaciones de cargas fue aumentado de manera consecuente (1,3/0,85 = 1,53 redondeado a 1,6). El código permite usar el factor de carga anterior de 1,3 si la carga de viento de diseño se obtiene de otras fuentes que no incluyen el factor de direccionalidad del viento.

3. Cuando la carga sísmica E se basa en fuerzas sísmicas de nivel de servicio, en las Ecuaciones (9-5) y (9-7) se deberá usar 1,4E en lugar de 1,0E.

3. Cuando la carga sísmica E se basa en fuerzas sísmicas de nivel de servicio, en las Ecuaciones (9-5) y (9-7) se deberá usar 1,4E en lugar de 1,0E.

4. En las Ecuaciones (9-6) y (9-7) el factor de carga para H se debe fijar igual a cero si la acción estructural debida a H contrarresta  la acción debida a W o a E. Cuando  la presión  lateral del suelo contribuye a  resistir  las acciones estructurales debidas a otras  fuerzas, no es necesario incluirla en H pero sí es necesario incluirla en la resistencia de diseño.

Otras consideraciones:

9.2.2.-  Si en el diseño se considera la resistencia a los efectos de impacto, éstos se deberán incluir con la sobrecarga L.

9.2.3.-  Las estimaciones de los asentamientos diferenciales, la fluencia lenta, la contracción, la expansión del hormigón de contracción compensada, y los cambios por temperatura se deberán basar en una evaluación realista de la ocurrencia de estos efectos mientras la estructura está en servicio.

9.2.4.-  Para las estructuras ubicadas en zonas inundables, se deberán usar la carga de inundación y las combinaciones de cargas de ASCE 7.

9.2.5.-  Para el diseño de la zona de anclaje de los elementos postensados se deberá aplicar un factor de carga igual a 1,2 a la máxima fuerza del gato usado para tensar el acero.

Cuando no se consideran las cargas F, H, R, S y T, las siete ecuaciones se simplifican, obteniéndose las ecuaciones indicadas a continuación en la Tabla 5-1.

Combinaciones Sísmicas de acuerdo a la NCh 2369 0f 02U = 1.4 (D + 0.5 L ± E)

U = 0.9 D ±1.4 E

Factores de reducción de la resistencia

Para  aquellas  secciones  en  las  cuales  la  deformación  específica  neta  de  tracción  en  el  acero  más traccionado,  para  la  resistencia  nominal,  está  comprendida  entre  los  límites  establecidos  para secciones controladas por compresión y por tracción.Se  permite  incrementar  φ  linealmente  desde  el  valor  correspondiente  a  secciones  controladas  por compresión hasta 0,90 a medida que  la deformación neta de  tracción en el  acero más  traccionado, para la resistencia nominal, se incrementa desde el límite para secciones controladas por compresión hasta 0,005.

3

200.002.070.0 t

3

250.002.065.0 t

Deformación por tracción

Existe una etapa de transición entre la sección controlada por compresión y por tracción y es cuando la deformación unitaria neta de tracción está entre el límite de la deformación unitaria por compresión y 0.005.

Además, en elementos no pretensados en flexión o con carga axial menor a 0,1f’c Ag,  la deformación neta de tracción para resistencia nominal debe ser mayor que 0,004, es decir, εt  ≥ 0,004 .

El  objetivo  de  esto  es  restringir  la  cuantía  de  acero  en  vigas  no  pretensadas  a  un  valor  similar  a  las ediciones anteriores al ACI 318-02, donde el limite de 0,75ρb equivale a una deformación unitaria neta de tracción para la resistencia nominal de 0,00376, valor un poco menor conservador que el propuesto.

Hipótesis de Diseño

Equilibrio de las fuerzas y compatibilidad de las

deformaciones

1ra Condición: Las fuerzas de compresión y tracción que actúan en la sección transversal para la resistencia "última" están en equilibrio.

2ra Condición:Debe existir una completa compatibilidad entre las deformaciones del hormigón y de la armadura bajo condiciones "últimas" dentro de las hipótesis de diseño permitidas por el código.

Hipótesis de diseño #1

10.2.2.- Las deformaciones específicas en la armadura y en el hormigón se deben suponer directamente proporcionales a la distancia desde el eje neutro.

Hipótesis de diseño #2

10.2.3.- La máxima deformación utilizable en la fibra comprimida extrema del hormigón se asumirá igual a εu = 0,003.

Hipótesis de diseño #3

10.2.4.- La tensión en la armadura fs por debajo de la tensión de fluencia fy se tomará como Es por la deformación específica del acero εs. Para deformaciones específicas mayores que fy/Es, la tensión en la armadura se considerará independiente de la deformación e igual a fy.

sssys

sss

ys

EAfA

Ef

...

.

ysys

yyss

ys

fAfA

fEf

..

.

Hipótesis de diseño #4

10.2.5- En el diseño de los elementos de hormigón armado solicitados a flexión se deberá despreciar la resistencia a la tracción del hormigón.

Hipótesis de diseño #5

10.2.6.- La relación entre la tensión de compresión en el hormigón y la deformación específica del hormigón se deberá suponer rectangular, trapezoidal, parabólica o de cualquier otra forma que de origen a una predicción de la resistencia que concuerde en forma sustancial con los resultados de ensayos.

Condiciones reales de tensión-deformación para resistencia nominal en elementos solicitados a flexión

Hipótesis de diseño #6

10.2.7.- Los requisitos de la hipótesis  5 se pueden considerar satisfechos con una distribución rectangular de tensiones equivalente en el hormigón definida de la siguiente manera: Se asumirá una tensión en el hormigón de 0,85f'c  uniformemente distribuida en una zona de compresión equivalente limitada por los bordes de la sección transversal y una recta paralela al eje neutro ubicada a una distancia a = β1c a partir de la fibra con máxima deformación específica de compresión. 

La distancia c entre la fibra con máxima deformación específica de compresión y el eje neutro se deberá medir en dirección perpendicular a dicho eje. 

El factor β1 se deberá tomar igual a 0,85 para resistencias f'c de hasta 280 kg/cm2 y se deberá disminuir de forma progresiva en 0,05 por cada 70 kg/cm2 de resistencia en exceso de 280 kg/cm2, pero β1 no se deberá tomar  menor que 0,65.

ca .1

Si 2.280'

cmkgf c entonces 85.0

Si 2.280'

cmkgf c

70

280'05.085.0

cf

entonces

bf

fAdfAM

c

ysysn .'

.59,0.