Vigas y Columnas II 20151
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VIGAS Y COLUMNAS
(I) DEFINICION (II) COMPORTAMIENTO
(III) TIPOS
(IV) PREDIMENSIONAMIENTO
Elementos Lineales
Flexión
Son elementos estructurales lineales, usualmente se encuentran colocados en posición horizontal.
FLEXION EN VIGAS
Las vigas son elementos que trabajan principalmente a flexión.
FUENTE: CLASES DE MODELACION I
Cargas de Gravedad
Cargas de Sismo
Rigidez, Deflexiones y Flexión
Transmitir las cargas de los entrepisos hacia los elementos verticales (columnas y muros).
VIGAS: CARGAS DE GRAVEDAD FUENTE: CLASES DE MODELACION I
VIGAS: CARGAS SISMICAS
Aportar rigidez al sistema estructural.
Constituye junto a las columnas y muros, los elementos resistentes a las fuerzas de los sismos.
Es decir, hay que usar vigas rígidas para asegurar su comportamiento
FUENTE: CLASES DE MODELACION II
¿Cuál es más Rígida?
¿Cuál se deformará o deflectará más?
¿Cuál resiste más Flexión?
Estudiemos la rigidez, flexión y
deflexiones a partir del caso de dos vigas de geometría similar.
FUENTE: TESIS DE CRITERIOS ESTRUCTURALES:
AUTOR NATIVIDAD SANCHEZ
¿Cuál es más Rígida?
¿Cuál se deformará o deflectará más?
Rpta:
A mayor Inercia de la viga, mayor será su Rigidez.
A mayor Inercia de la viga, menor será su deflexión
3*
12
b hI
¿Cuál resiste más Flexión?
Rpta:
A mayor peralte, la viga tendrá mayor resistencia a la flexión.
FUENTE: TESIS DE
CRITERIOS
ESTRUCTURALES:
AUTOR NATIVIDAD
SANCHEZ
Peraltada, Chata
Concreto Armado, Acero, Madera
TIPOS DE VIGAS SEGÚN GEOMETRIA
FUENTE: TESIS DE CRITERIOS ESTRUCTURALES:
AUTOR NATIVIDAD SANCHEZ
TIPOS DE VIGAS SEGÚN MATERIAL
FUENTE: CLASES DE MODELACION
ESTRUCTURAL I
Norma Peruana, ACI
Mayores Exigencias para pórticos
Vigas Primarias y Secundarias
Norma Peruana:
Ancho (b):
- Mín:25 cm
Peralte (h):
- L/10 ó L/12
ACI:
Ancho (b):
- Entre 3h/10 y h/2
- Mín:25 cm
Peralte (h): - L/10 ó L/12
VIGAS – PREDIMENSIONAMIENTO
(I)
(II)
FUENTE: TESIS DE CRITERIOS ESTRUCTURALES:
AUTOR NATIVIDAD SANCHEZ
EJEMPLO
Elementos Lineales
Flexo-compresión
Son elementos estructurales lineales, usualmente se encuentran colocados en posición vertical
FLEXION EN VIGAS
Las vigas son elementos que trabajan principalmente a flexo-compresión.
FUENTE: CLASES DE MODELACION I
Cargas de Gravedad
Cargas de Sismo
Columnas Esbeltas - Efecto de Pandeo
Transmitir las cargas de las vigas a la cimentación.
COLUMNAS: CARGAS DE GRAVEDAD FUENTE: CLASES DE MODELACION I
COLUMNAS: CARGAS SISMICAS
Aportar rigidez al sistema estructural.
Constituye junto a las vigas y muros, los elementos resistentes a las fuerzas de los sismos.
Es decir, hay que usar columnas rígidas para asegurar su comportamiento
FUENTE: CLASES DE MODELACION II
COLUMNAS ESBELTAS: PANDEO
Mientras mayor sea la altura de la columna o menor su sección transversal, mayores serán las deformaciones transversales
Las deformaciones transversales generan excentricidades adicionales que afectan a las columnas
FUENTE: CLASES DE MODELACION II
Concreto Armado, Acero
TIPOS DE COLUMNAS
FUENTE: CURSO DE MODELACION ESTRUCTURAL I
CONCRETO ARMADO
EN ACERO
Cargas de Gravedad
Cargas de Sismo
CASO I: EDIFICACIONES BAJAS
Edificaciones Bajas, Menores a 4 pisos y Cargas Axiales Menores a 180T. Sistema con buena distribución de Placas
Ancho (b):
- Mínimo
Bviga
Peralte (h):
- 8/10 Hviga
CASO II: COMPORTAMIENTO POR GRAVEDAD
Edificaciones Mayores a 4 pisos y Cargas Axiales Mayores a 180 T. Sistema con buena distribución de Placas
Esta no es la dimensión final, luego se tiene que hacer una verificación por cargas sísmicas
cf
PCOLUMNALADEAREA
´.45.0___
COLUMNAS– PREDIMENSIONAMIENTO
FUENTE: CLASES
DE MODELACION
ESTRUCTURAL II
EJEMPLO
Para la siguiente entre planta concreto armado de 3 pisos con losa aligerada en una dirección, redimensionar.
a)El espesor
de la losa
b)La sección
de viga
principal y
secundaria
c)La sección
de la
columna
COLUMNAS– PREDIMENSIONAMIENTO
10
6
12
6 H 60.050.0 H mH 60.0
)60.0,55.0,50.0(
2
60.0
10
)60.0(3 B 30.018.0 H mH 30.0
)30.0,25.0,20.0(
b) VP (0.30m x 0.60m)
mmHLOSA 25.022.025
50.5
COLUMNAS– PREDIMENSIONAMIENTO
10
8.5
12
8.5 H 58.048.0 H mH 50.0
)55.0,50.0(
2
50.0
10
)50.0(3 B 25.015.0 H mH 25.0
)25.0,20.0,15.0(
VS (0.25m x 0.50m)
)50.030.0( mmxCOLUMNA
c) Columna : mB 30.0
mmLARGO 50.048.0)60.0(100
80
COLUMNAS– PREDIMENSIONAMIENTO
FUENTE: CLASES DE
MODELACION ESTRUCTURAL II
EJEMPLO
Dada la siguiente planta de una estructura de concreto armado de 6 pisos y considerando una carga de 1.2 T/m2 (para un metrado de cargas aproximado) pre dimensionar la sección de la columna del primer piso.
COLUMNAS– PREDIMENSIONAMIENTO
FUENTE: CLASES DE
MODELACION ESTRUCTURAL II
)/280(45.0
)3.735.6)(/1000(2.1(6__
2
2
mkgf
xmkgfCOLUMNADEAREA
28.2648 m
)40.070.0(1 mmxC 22800mArea