ACI 318S-14 - Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile

ACI 318S-14 - Generalidades, notación y normas

Requisitos de Reglamento para concreto estructural

ACI 318-14: Reorganizado para Diseñar Generalidades, Notación, y Normas

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Capítulo 1 - Generalidades • 1.2 - Generalidades – Adoptado legalmente – Versión oficial – Inglés, libras-pulgadas • En inglés usando unidades SI (ACI 318M) • En español usando unidades SI (ACI 318S) • En español usando pulgadas y libras (ACI 318SUS).

– ACI 318-14 reemplaza al ACI 318-11 – La jurisdicción local lo puede modificar – Establece unos requisitos mínimos


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Generalidades – Adoptado para cubrir la mayoría de los diseños en concreto reforzado • Este Reglamento no cubre todos los aspectos del diseño o métodos y medios de construcción, de lo siguiente: – Viviendas unifamiliares – Pilotes de concreto, pilas excavadas y cajones de cimentación – Losas sobre el terreno – Tanques y estanques – Cáscaras delgadas y placas plegadas – Diseño compuesto de losas (steel deck) – Estructuras especiales (arcos, tolvas y silos, estructuras resistentes a explosiones, chimeneas, estructuras subterráneas para servicios públicos, muros de gravedad y muros de escudo.) WWW.CONCRETE.ORG/ACI318

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Generalidades – Adoptado para cubrir la mayoría de los diseños en concreto reforzado • Estructuras cubiertas por otros reglamentos o guías

– Viviendas unifamiliares (ACI 332) – Pilotes de concreto, pilas excavadas y cajones de cimentación (ACI 543R, ACI 336.3R) – Losas sobre el terreno (ACI 360R) – Tanques y estanques (ACI 350, ACI 334.1R, ACI 372R, ACI 373R) – Cáscaras delgadas y placas plegadas (nuevo ACI 318.2) – Diseño compuesto de losas (steel deck) (el tablero de acero es refuerzo positivo a flexión) – Estructuras especiales (arcos, silos (ACI 313), chimeneas (ACI 307), estructuras resistentes a explosiones, estructuras subterráneas para servicios públicos, muros de escudo, estructuras nucleares (ACI 349), contención nuclear (ACI 359))


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Documentos del ACI • Dos tipos – Normas estandarizadas • Códigos y Reglamentos, especificaciones de referencia (318, 301, 117) • Lenguaje imperativo (debe) • Apropiados para ser referenciados

– No estandarizados • Guías, reportes (318R, 308R) • Lenguaje no imperativo (puede) • Para ser usado como base de esoecificaciones


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1.5 Interpretación • Interpretación legal del reglamento • Los títulos, notas de pie de página, tablas, etc. Son todos parte del reglamento • Significados sencillos • Términos – Definiciones específicas – Capítulo 2 – Otras definiciones – “ACI Concrete Terminology” (gratis en línea)

• “y” indica que todos los ítems conectados aplican • “o” indica que al menos unos de los ítems conectados aplica WWW.CONCRETE.ORG/ACI318

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Secciones 1.6 a 1.9 • Clarifica el significados y responsabilidades de: – – – –

Autoridad competente Profesional facultado para diseñar Documentos de construcción Ensayos e inspección


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1.10 Aprobación de sistemas especiales • Permite la aprobación de sistemas especiales de diseño, construcción, o materiales alternativos de construcción – Reportes ESR

• Permite la innovación – Productos – Diseño – Construcción


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Nomenclatura y Terminología (Capítulo 2) actualiza • Nomenclatura y términos usados en los Apéndices A y D de ACI 318-11 ahora están localizados en el Capítulo 2 • Las “palabras clave” ahora están agrupadas – Pórtico resistente a momentos; ordinario, intermedio, especial


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Referencias (Capítulo 3) actualiza • Normas referenciadas – Referencias del Comentario → al final del Reglamento – Parte de ACI 318 – Deben estar en lenguaje imperativo

• Agrupadas por institución que las produce


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¿Preguntas?


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ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis

Requisitos de Reglamento para concreto estructural

ACI 318-14: Reorganizado para Diseñar

Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis


Capítulo 4: Requisitos para Sistemas Estructurales Materiales

• Propósito

Inspección

– La estructura como Resistencia un todo al fuego – Mapa de ruta del 4.11 proceso de diseño

• Temario – Alcance – 12 subsecciones

4.13

4.3 Trayectoria de cargas

4.4 Análisis estructural

Integridad estructural

4.5

4.10

Resistencia

Sostenibilidad

4.9


Cargas de diseño

4.2

Durabilidad

Funcionamiento

4.8

4.7 2

4.6


4.2 Materiales • Capítulo 19 - Concreto: requisitos de diseño y funcionamiento – – – –

fc’ (máximo y mínimo) Ec Clases de exposición (dosificación de la mezcla) Propiedades de mortero de inyección

• Capítulo 20 – Propiedades del acero de refuerzo, durabilidad y embebidos – fy, Es – Barras de refuerzo, aceros de preesfuerzo, barras con cabeza, embebidos, … – Durabilidad (recubrimiento de concreto, recubrimientos) WWW.CONCRETE.ORG/ACI318

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4.3 Cargas de diseño • Cargas y combinaciones → Capítulo 5 – Cargas de diseño (muerta, viva, viento, sísmicas) – Combinaciones de mayoración de carga – Basadas en ASCE 7-10, “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”


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4.4 Sistemas estructurales y trayectorias de cargas • Sistemas estructurales compuestos por miembros y conexiones • Trayectorias de cargas definidas (gravedad y lateral) • Mapa de ruta de los capítulos de los miembros

Losas de pisos y cubierta Cap. 7 y 8

Vigas y viguetas Cap. 9

Muros

Columnas Cap. 10

Cap. 11

Diafragmas Cap.12

Cimentaciones Cap. 13

Conexiones y anclaje WWW.CONCRETE.ORG/ACI318

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4.4 Sistemas estructurales y trayectoria de cargas • Requisitos sísmicos – Diseñador asigna la Categoría de Diseño Sísmico • Clase A (menor riesgo) a Clase F (mayor riesgo)

– Categoría A • • • •

No hay requisitos especiales Diseño de acuerdo con los Capítulos 1-17, 19-26 Pórticos resistentes a momento y muros Ordinarios Primordialmente comportamiento elástico


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4.4 Sistemas estructurales y trayectoria de cargas • Requisitos sísmicos – Categorías B – F • • • •

Requisitos → Capítulo 18 Categoría B – pórticos y muros ordinarios Categoría C – Pórticos intermedios, muros ordinarios Categorías D, E, F – Pórticos y muros especiales

– Miembros que no son parte del sistema del sistema de resistencia ante cargas laterales • Requisitos de acuerdo con la Categoría de Diseño Sísmico


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Organización del capítulo 18 • La secciones de los pórticos resistentes a momento ordinarios, intermedios y especiales son: 18.3 Pórticos resistentes a momentos ordinarios 18.4 Pórticos resistentes a momentos Intermedios 18.5 Muros estructurales prefabricados intermedios 18.6 Vigas de pórticos especiales a momentos 18.7 Columnas de pórticos especiales a momentos 18.8 Nudos de pórticos especiales a momentos 18.9 Pórticos especiales a momentos construidos con concreto prefabricado – 18.10 Muros de concreto especiales – 18.11 Muros especiales construidos con concreto prefabricado – – – – – – –


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4.4 Sistemas estructurales y trayectoria de cargas • Diafragmas – Fuerzas de transferencia – Dar apoyo lateral


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4.5 Análisis estructural • Compatibilidad de deformaciones • Equilibrio de fuerzas • Métodos aceptables de análisis → Capítulo 6

4.6 Resistencia • Resistencia de diseño = φSn • φSn > U WWW.CONCRETE.ORG/ACI318

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4.7 Funcionamiento • Está cubierto en los capítulos de miembros

4.8 Durabilidad • La durabilidad del concreto depende de la exposición – Categoría de exposición → 19.3.1 – Requisitos para las mezclas →19.3.2

• Protección de la corrosión → 20.6


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4.9 Sostenibilidad • Se permite exceder los mínimos • La resistencia, funcionamiento y durabilidad tienen precedencia

4.10 Integridad estructural • Mejora la redundancia y ductilidad • Los requisitos se presentan en los capítulos de los miembros WWW.CONCRETE.ORG/ACI318

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4.11 Resistencia al fuergo • Las dimensiones y recubrimiento de los miembros deben cumplir los requisitos de protección al fuego del reglamento general de construcción • Se dan guías adicionales en ACI 216.1

4.12 Tipos específicos de construcción • Prefabricada, preesforzada, compuesta


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4.13 Construcción e inspección • Documentos de construcción → Capítulo 26 • Inspección – Capítulo 26 – Reglamento general de construcción

4.14 Evaluación de la resistencia de estructuras existentes • Capítulo 27


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Capítulo 4: Requisitos para sistemas estructurales Materiales

• Propósito

Inspección

– Estructura como un Resistencia todo al fuego – Mapa de ruta del 4.11 diseño

Cargas de diseño

4.2

4.13

4.3 Trayectoria de cargas

4.4 Análisis estructural

Integridad estructural

4.5

4.10

Resistencia

Sostenibilidad

4.9


Durabilidad

Funcionamiento

4.8

4.7

4.6

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Capítulo 5 - Cargas • Cargas→ Reglamento general de construcción – Usualmente ASCE 7-10 – Si es considerablemente diferente de ASCE 7, puede requerirse ajustar los requisitos de ACI 318 apropiadamente

• Viento – Los factores basados en viento al nivel de resistencia – Multiplicar por 1.6 para viento al nivel de servicio


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Capítulo 5 - Cargas • Combinaciones – Básicas → Tabla 5.3.1 – Excepciones y adiciones → Sección 5.3


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Capítulo 5 – Cargas • Categorías de diseño sísmico (CDS) – CDS → Reglamento general de construcción – Adoptado del ASCE 7-10 – Correlaciones Tabla R5.2.2


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Capítulo 6 – Análisis estructural Diseño manual • Cargas gravitacionales • Combinaciones de carga simplificadas • Ecuaciones para Vu y Mu simplificadas • Análisis de 1er orden • Revisión de resistencia lateral • Magnificador de momento

Diseño utilizando análisis por computador • Gravedad y resistencia lateral al tiempo • Numerosas combinaciones de carga • Modelos de 2 y 3 dimensiones • Análisis de 2o orden (Efecto P – Δ, iterativo)


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Capítulo 6 – Análisis estructural • Suposiciones para definir el modelo – Ancho del ala – Momento de inercia

• Disposición de la carga viva • Métodos de análisis permitidos – – – – –

Métodos simplificados Elástico de primer orden Elástico o inelástico de segundo orden Análisis de elementos finitos Modelos puntal-tensor


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Capítulo 6 – Análisis estructural • Métodos de análisis específicamente permitidos – Losas en dos direcciones • Método directo → 8.10 • Pórtico equivalente → 8.11

– Muros esbeltos con cargas fuera del plano → 11.8 – Método puntal-tensor → Ch. 23


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6.3 Suposiciones para definir el modelo • Objetivo – Rigidez relativa razonable de los miembros – Refleja el estado para el cual se está diseñando

• Vigas T – Ancho efectivo del ala


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6.4 Disposición de la carga viva • 6.4.2 Construcción en una dirección – Cargar los vanos alternos – Cargar los vanos adyacentes

• 6.4.3 Construcción en dos direcciones – Requisitos dependen de: • Conocimiento de la disposición • Relación carga viva/carga muerta


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6.5 Método simplificado • Vigas y losas en una dirección – Mu → Tabla 6.5.2 – Vu → Tabla 6.5.4 – Restricciones • • • • • •

Miembros prismático Cargas distribuidas L (viva) ≤ 3D (muerta) ≥ 2 vanos L1 < 1.2 L2 No hay redistribución


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6.6 Análisis de primer orden • Cumple equilibrio para la estructura no deformada – – – –

Propiedades lineales de los materiales Solución lineal Superposición de cargas Efectos de esbeltez (si se requieren) • Magnificador de momentos (aproximado)

– Cálculos manuales – Momento de inercia efectivo • Carga mayoradas → Tabla 6.6.3.1.1(a) • Cargas de servicio → 1.4 x Tabla 6.6.3.1.1(a)


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6.7 Análisis elástico de segundo orden • Cumple equilibrio para la estructura deformada – – – –

Propiedades lineales de los materiales Solución no lineal No hay superposición de cargas Efectos de esbeltez • No hay magnificación de momentos para el desplazamiento relativo • Se debe considerar la deflexión entre los extremos → 6.6.4.5

– Cálculos utilizando computador – Momento de inercia efectivo • Carga mayoradas → Tabla 6.6.3.1.1(a) • Cargas de servicio → 1.4 x Tabla 6.6.3.1.1(a)


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Esbeltez • Análisis de segundo orden (computador) – Análisis PΔ usando computador – Pδ generalmente no se hace con computador • No lineal • Rigidez reducida • Puede tener que utilizar 6.6.4.5 para terminar


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R6.2.6 Diagrama de flujo para esbeltez de columnas


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6.8 Análisis inelástico de segundo orden • Consideraciones – Materiales no lineales – Efectos locales de esbeltez → 6.6.4.5 – Debe probar los resultados


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6.9 Aceptación de análisis utilizando elementos finitos • Método muy usado • Apropiado para lo que se pretende – – – –

Tipos de elementos Disposición y tamaño de la red Tipo de análisis (lineal, no lineal, dinámico) Resultados apropiados

• Dimensiones de los elementos dentro del 10% del tamaño final • No se permite redistribución ni superposición con análisis inelástico


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¿Preguntas?


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