Diseño Estructural de Pilotes
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Diseo estructural de pilotes
Diseo estructural de pilotes(Drilled Shafts FHW IF 99-025)((n = resistencia estructural nominal de carga axial facturada
Factor de reduccin de la capacidad Para columna con estribo espiralado
Para columna con estribos horizontales (ACI)
Factor de reduccin para tomar en cuenta pequea excentricidades para la carga axial
Para columna espiralado
Para columna con estribos
Resiste a la comprensin del concreto
rea de la seccin (gruesa) de concreto de la columna
rea de la seccin del acero longitudinal
Resistencia de ciencia del refuerzo longitudinal.
AASHTO tiene una ligeras diferencias para la valoracin de (
Cortante (vertical)
Donde
Vn = resistencia al cortante nominal (calculada, no facturada) de la seccin
( = factor de reduccin para el cortante = 0.85
Vc =esfuerzo cortante limite del concreto, evaluada de las siguientes ecuaciones
rea de la seccin transversal de la columna que efectivamente resiste el cortante
Radio del aro (circulo) formado por los centroides de las barras de refuerzo longitudinal
Espesor de cobertura del concreto
Dimetro de la barra de esfuerzo
Ejemplo
Dimetro de pilote perforado (drilled Shaft) B = 762 mm
Espesor de recubrimiento de concreto de las barras de acero, dc
dc = 75 mm (3 pulgadas)
El refuerzo transversal es de espiral
Paso 1 determinar la carga
Carga axial Px
Carga muerta nominal = Pxdn = 4,895 KN (1, 100,000 lbs)
Carga viva nominal = Pxln = 890KN (200,000 lbs)
( = 1 (estructura ordinaria)
Usar los factores de carga de AASHTO para carga muerta y carga viva
Fuerza cortante Carga muerta nominal
Carga viva nominal
Momento flector M
Momento debido a carga muerta nominal = Mdn = 508.5 KN-m (4, 500,000lbs-pulg) Momento debido a carga viva nominal = Mln = 113KN-m (1, 000,000 lbs- pulgs)
Calcule la resistencia axial facturada ((n
rea de la seccin Asuma que porcentaje de acero (s = 0.02
Para estribo espiralado ( = 0.85, ( = 0.75
Que es mayor que la carga nominal factora
Es decir 9,077KH >7676 KN
Paso 3 verifique capacidad al cortante de la seccin de concreto
desde que Px > 0 Paso 4 determine el valor de excentricidad aparente
5 calcule
Asuma un valor de (cov
Asumir que Asuma inicialmente barra de refuerzo longitudinal de 25 mm de dimetro (# 8), la cobertura protectora del acero sea 75 mm, esto es dc = 75 mm. La distancia del centro de la barra de refuerzo a la parte exterior del pilote sea:
Determine el porcentaje de acero P (segn ACI) para la gran mayora de los grandes dimetros de pilotes previamente taladrados (drilled-Shafts) el valor de (cov cal dentro del rango de 0.75 a 0.90 a menos que se especifique una cobertura de mayor de 75 mm. La ACI tiene tabla de (cov para 0.75 y 0.90 cuyos valores se reportan en este ejemplo en forma parcial
Para (cov = 0.75 e/h
(
0.12.400.014
0.12.600.021
0.12.440.015 (*)
0.22.400.042
0.22.600.051
0.22.440.044(*)
0.142.440.024(*)
(*) Valores interpolados
Igual procedimiento de interpolacin se efecta con los valores del cuadro de (ecor
e/h
(
0.12.400.013
0.12.600.020
0.12.440.014 (*)
0.22.400.036
0.22.600.043
0.22.440.037 (*)
0.1432.440.024 (*)
(*) Valores interpordados
Pero el valor (cov de este ejemplo es de 0.77 es decir entre los valores de (cov de 0.70 y (cov de 0.90 por tanto deber hacerse otra interpolacin
Paso 7 verificar que porcentaje de refuerzo esta entre 1% y 4%
Paso 8 seleccione el arreglo del refuerzo longitudinal las barras de 25 mm de diametro tiene un rea As = 500 mm por barra
El rea requerida de acero = (Ag
El numero de barras
El circulo P1 P2 P3 P4 P1 tiene un dimetro
El circulo P1 P2 P3 P4 tiene un largo LC
Espaciado entre las 25 barras
Espaciado
El claro libre entre barras para que pase el agregado es
El espacio libre entre barras debe ser cerca de 5 veces el tamao mximo del agregado del concreto
(Agregado de 3/8)
Para tener un mayor espacio libre debe aumentarse el tamao de las barras digamos db = 35 mm
EMBED Equation.3
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Deformacin unitaria ultima de comprensin en el concreto
Deformacin unitaria de concreto en compresin
Deformacin unitaria del acero en tensin
Deformacin unitaria de cadencia del acero
Deformacin unitaria del acero cuando la deformacin unitaria del concreto alcanza a (cu
Figura 13.23. Diagrama de interaccin para columnas de concreto reforzado
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