miércoles, 6 de noviembre de 2013

02 DIMENSIONADO DE PIEZA DE Hormigon armado a flexion simple






02 DIMENSIONADO DE PIEZA DE Hormigon armado a flexion simple

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DATOS INICIALES
MATERIALES
Hormigon
Resist. caract. fck=   17.50  fcd=fck·1.0/1.50=   11.67 N/mm²
Tension max. FCmax = 0.85*fcd= 0.85· 11.67    =    9.92 N/mm²
Acero
Limite elastico fyk=  410.00  fyd=fyk/1.10    =  372.73 N/mm²
Modulo de elasticidad = 210000 N/mm²
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Recubrimiento a ejes de armadura r = 0.05 m
Canto util inicial d=h-r= 0.25-0.05= 0.20 m
Momento de calculo en x (alrededor del lado b):  Md =   4.12 mT
Profundidad limite de la linea neutra:
xLIM = 1/(1+ 372.73/( 210000*0.0035))=  0.664
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CALCULOS con metodo de la parabola-rectangulo      
s1=0.21*epsm*(x-r/d)/x

Momento ultimo Mu, con una profundidad de L.n. maxima

  x    epsm   s1      Nc     Ns     Nu     Mc     Ms     Mu    erM
 xd/d                     aC*s1  Nc+Ns        Ns(d-r) Mc+Ms  Md-Mu
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 0.628 35  3.727  40.31   5.85  46.17   5.96   0.88   6.83  -2.71

No se necesita armadura de compresion pues  6.83(Mu) el momento de agotamiento de la pieza para una profundidad de la linea neutra maxima es mayor que el momento de trabajo  4.12(Md)  
Para calcular la profundidad de la linea neutra real comenzamos con un valor arbitrario de x = 0.05 (profundidad de la linea neutra) hasta que erM sea menor de 0.0001, osea hasta que el Momento ultimo resistente (Mu) = Momento de calculo (Md)

 0.050  5 -3.727   0.95  -5.85  -4.90   0.19  -0.88  -0.69   4.81
 0.250 33  0.000  15.86   0.00  15.86   2.84   0.00   2.84   1.28
 0.322 35  1.647  20.68   2.59  23.27   3.58   0.39   3.97   0.15
 0.332 35  1.812  21.30   2.85  24.15   3.67   0.43   4.10   0.02
 0.333 35  1.838  21.40   2.89  24.29   3.69   0.43   4.12   0.00
 0.333 35  1.839  21.40   2.89  24.29   3.69   0.43   4.12   0.00

Tension acero a Compr 0.21*epsm*(1-x)/x   =  1.839 Max =  1.839
Tension acero a Tracc 0.21*epsm*(x-r/d)/x = 14.695 Max =  3.727
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Profundidad de la linea neutra xd = x·d = 0.333· 0.20= 0.07 m.

                    Axil  Momen. Tension Deforma.
                     T      mT    N/mm2  o/oo
Hormigon            21.40  3.69    9.92  3.50 menor de 3.5
Acero a COMPRESION   2.89  0.43  183.87  0.88
Acero de TRACCION   24.29  4.12  372.73  7.00 menor de 10
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nº de barras ajustado en ancho Compresion     =  3 Ø 10 mm
Recubrimiento efectivo r.ef=r-dT/2000-dE/1000 =  3.4  cm
Area Amin=10000·aH·ROmin =10000·0.10·0.0033 = 3.30 cm²
Area de Traccion aT=Nu/s2=  24.29/ 3.727    = 6.52 cm²
Area 1Ø abar = pi*dT²/400 = 3.1416·16²/400  = 2.01 cm²
Nº de barras n.T=aT/abar =   6.52/ 2.011    = 3.241 ²  4 Ø 16 mm
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Ø COMPRESION aC=pi*nC *dC² /400=3.1416· 3·10²/400= 1.57 cm²=3Ø10
Ø TRACCION   aT=pi*nT *dT² /400=3.1416· 4·16²/400= 6.52 cm²=4Ø16

CALCULOS CON OTRAS FORMULAS

Calculo con el metodo del diagrama rectangular
Valores auxiliares
Uo=0.85*fcd*b*d = 0.85·1166.67· 0.40· 0.20= 79.33
u =  0.375*Uo*d = 0.375· 79.33· 0.20=  5.95
al ser Md<= u tendremos que:
UaC.fe=0 : UaT.fe=Uo*(1-sqr(1-2*Md/Uo/d)) =  24.33
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Calculo con el metodo del momento tope
Valor auxiliar    Uo= fcd*b*d = 93.33
Valor auxiliar    u=0.35*Uo*d =  6.53
al ser Md<=u, no se precisa armadura de compresion
por lo que UaC=0  y  UaT=Uo*(1-sqr(1-2*Md/Uo/d)) = 23.58 T
la armadura de compresion es          aC.mt=UaC/fyd =  0.00 cm2
y la armadura de traccion es          aT.mt=UaT/fyd =  6.33 cm2
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Cálculo con el método simplificado de Jiménez Montoya
valor auxiliar ud=md/Uo/d
si ud es mayor de 0.31 se necesita armadura de compresion
      valor auxiliar  om1=(ud-0.31)/(1-r/d)
                      om=om1+0,41
si ud es menor/= 0,31 om=ud*(1+ud)
Capacidadmecanica a compresion UaC=om1*Uo  y a traccion UaT=om*Uo

 Md     ud     om1    om     UaC   UaT     aC.fa  aT.fa
 1.00   0.05   0.00   0.06   0.00   5.27   0.00   1.41
 2.00   0.11   0.00   0.12   0.00  11.07   0.00   2.97
 3.00   0.16   0.00   0.19   0.00  17.41   0.00   4.67
 4.00   0.21   0.00   0.26   0.00  24.29   0.00   6.52
 4.12   0.22   0.00   0.27   0.00  25.15   0.00   6.75

Area de acero con Moran   Jimenez   Momento  diagrama   
                  Cabre*  Montoya      tope  rectangular
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 a Compresion =    1.57      0.00      0.00      0.00 cm²
                                                 0.00 T
 a Traccion   =    6.52      6.75      6.33      6.53 cm²
                                                24.33 T
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* diagrama parabola-rectangulo
nº de redondos en total a traccion=  4 Ø 16
nº de redondos en capas tipo 1=  4 Ø 16 (8.04 cm²) distancia libre = 84mm


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