DDCgcW

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DDCgcW DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN Y DISEÑO DE COLUMNAS

DDCgcW es un programa en ambiente Windows para el cálculo de diagramas de interacción y el diseño de columnas cortas en flexocompresión biaxial. En este texto se describe la forma en que se emplea.

Al ejecutar DDCgcW, aparece la siguiente ventana:

Sección transversal

En el campo Sección se selecciona la sección transversal a utilizar.

En los campos de la zona Dimensiones se definen las dimensiones en centímetros de la sección transversal.

Las dimensiones deben tener valores lógicos mayores que cero. El programa no verifica las dimensiones y se pueden obtener resultados absurdos.

Si se palomea el campo dibuja dimensiones, la sección transversal desplegada se acota con las dimensiones en lugar de la identificación de las variables.

DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN Y DISEÑO DE COLUMNAS

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En la sección transversal se dibuja la posición del centro de gravedad. Al dar clic sobre él, se despliegan sus coordenadas, el área de la sección transversal y momentos de inercia. El origen de coordenadas lo ubica el programa normalmente en el vértice inferior izquierdo de la sección. En secciones circulares se ubica al centro.

Armados

Para definir los armados se utilizan principalmente los puntos en rojo y las líneas grises que los unen. Al hacer clic en un punto rojo, aparece una ventana similar a la mostrada.

En el campo Área se define el área relativa de la varilla, en centímetros cuadrados.

Todas las áreas que se capturan son áreas relativas. Al obtener diagramas de interacción para un porcentaje dado, DDCgcW determina las áreas absolutas de acuerdo a las áreas relativas capturadas

Si se hace clic sobre una línea gris que une puntos en rojo se despliega una ventana similar a la mostrada.

En el campo numero de varillas se captura el numero de varillas intermedias en el tramo.

En el campo Área se define el área relativa que tiene cada una de las varillas, en centímetros cuadrados.

Si se desea definir el armado de manera precisa, se puede seleccionar el botón con el punto verde que se encuentra junto a dibuja dimensiones. Al seleccionar este botón se despliega una ventana similar a la siguiente:

En esta ventana se capturan una línea de texto por cada varilla que se desea incluir. Cada línea tendrá las coordenadas X Y (en cm) y el área (en cm2) de la varilla. Los valores deberán estar separados entre sí por al menos un espacio.

Opcionalmente se puede incluir el límite de fluencia fy (en kg/cm2) de la varilla en particular. Si no se captura el fy de la varilla, DDCgcW tomará el valor que se defina globalmente en la ventana de parámetros de diseño.

DDCgcW

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Al seleccionar el botón con la paloma, DDCgcW revisa la validez de los datos capturados.

Para incluir comentarios se empieza la línea con asterisco (*) para que sea ignorada por el programa.

Diseño

Al hacer clic sobre el botón diseño, aparece la siguiente ventana:

En los campo Pu se captura la carga axial ultima en toneladas.

En los campos Mux, Muy se capturan los momentos últimos, con respecto al centro de gravedad de la sección, en toneladas * metro.

Pu es positivo para compresión. Mux= Pu*ey, Muy= Pu*ex. Siendo (ex,ey) las coordenadas del punto de aplicación de Pu con respecto al centro de gravedad de la sección.

Se pueden capturar hasta 50 grupos de valores.

Los botones de la parte inferior se emplean para:

• Leer un archivo de texto con valores de Pu-Mux-Muy en cada línea,

separados por espacios.

• Grabar los grupos de valores capturados.

• Borrar los valores en la tabla.

• Desplegar la ventana de parámetros de diseño.

• Diseñar para los valores capturados.

• Imprimir los valores capturados y resultados obtenidos.

• Cerrar la ventana.

DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN Y DISEÑO DE COLUMNAS

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Una vez que se diseña para los grupos de valores capturados, DDCgcW despliega en las columnas % acero y Área los valores obtenidos de porcentaje y área de acero.

Si el porcentaje obtenido corresponde al porcentaje mínimo definido en los parámetros de diseño, la línea la colorea en verde. Si el porcentaje requerido es mayor que el máximo definido en los parámetros de diseño, la línea la colorea en rojo. Si falla el procedimiento interno de calculo, la línea la colorea en azul. En la línea que corresponde al porcentaje máximo los valores los pone en negritas y la línea la colorea en amarillo.

Al colocar el Mouse sobre una línea de valores, el programa despliega los valores Alfa, Dejn, Pr, Mrx y Mry que son los valores sobre los cuales convergieron las rutinas de diseño.

Alfa es el ángulo de rotación del eje neutro, medido a partir del eje X en sentido contrario a las manecillas del reloj.

Dejn es la distancia perpendicular entre el eje neutro y el centro de gravedad de la sección transversal

Pr, Mrx y Mry corresponden a los valores sobre los cuales convergió el diseño.

En la columna Mur despliega el valor:

En la columna Teta despliega arctan(Mry/Mrx) en grados.

22 MryMrx +

DDCgcW

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Diagramas de interacción.

Al hacer clic sobre el botón Diagramas de interacción, se despliega la siguiente ventana:

Si en el cuadro Varia se selecciona % de acero aparecen los siguientes campos:

• Teta. En este campo se captura el ángulo al cual se hará el corte en el diagrama de interacción tridimensional.

• % inicial. En este campo se captura el porcentaje de acero del primer diagrama de interacción que se va a calcular.

• % final. En este campo se captura el porcentaje de acero del último diagrama de interacción que se va a calcular.

• incr. En este campo se calcula el incremento que se da al porcentaje inicial para calcular los diagramas de interacción intermedios.

Si en el cuadro Varia se selecciona Teta aparecen los siguientes campos:

• % acero. En este campo se captura el porcentaje de acero en la sección transversal.

DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN Y DISEÑO DE COLUMNAS

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• T inicial. En este campo se captura el ángulo al cual se hará el primer corte del diagrama de interacción tridimensional.

• T final. En este campo se captura el ángulo al cual se hará el ultimo corte del diagrama de interacción tridimensional

• incr. En este campo se captura el incremento que se da al ángulo inicial para calcular los diagramas de interacción intermedios.

Los botones se emplean para:

• Desplegar la ventana de parámetros de diseño.

• Calcular los diagramas de interacción.

• Imprimir los diagramas de interacción calculados.

• Cerrar la ventana.

Si se palomea el campo Marca puntos calculados, DDCgcW pondrá una marca en los diagramas de interacción en cada valor calculado.

Parámetros de diseño.

Al seleccionar el botón aparece la siguiente ventana:

En el campo Reglamento se selecciona el reglamento a utilizar.

En el campo ε concreto se captura la deformación específica del concreto.

El en campo E acero se captura el modulo de elasticidad del acero en kg/cm2.

En el campo f’c se captura la resistencia del concreto en compresión en kg/cm2.

En el campo fy acero longitudinal se captura el límite de fluencia del acero longitudinal en kg/cm2.

En el campo FR para falla en compresión se captura factor de resistencia para falla en compresión.

DDCgcW

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En el campo FR para falla en tensión se captura factor de resistencia para falla en tensión.

En el campo % acero mínimo se captura el porcentaje mínimo de refuerzo.

En el campo % acero máximo se captura el porcentaje máximo de refuerzo.

Si se tiene seleccionando el reglamento RDF96 o RDF04, aparece el campo Variación lineal entre FRc y FRt. Si se palomea este campo, DDCgcW hará variar linealmente el FR de compresión, a partir del punto de falla balanceada hasta el valor de FR de tensión en el punto de carga axial igual a cero.

Ejemplos.

En las hojas siguientes se muestran unos resultados obtenidos al diseñar y calcular el diagrama de interacción de algunas secciones transversales.

DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN Y DISEÑO DE COLUMNAS

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DDCgcW V0.96 1

G.C. INGENIERÍA Y DISEÑO, S.C. Mz.03/04PARAMETROS DE DISEÑO

Reglamento: RDF96Deformación concreto: 0.0030

Módulo de elasticidad del acero: 2000000 kg/m2

Flexompresiónf'c concreto: 250 kg/cm2

fy acero longitudinal: 4200 kg/cm2FR falla en compresión (FRc): 0.700

FR falla en tensión (FRt): 0.800Acero mínimo: 0.5%Acero máximo: 6.0%

Var. lineal entre FRt y FRc: Si

DISEÑO DE SECCIÓN A FLEXOCOMPRESIÓN BIAXIALPu Mux Muy Acero Area acero Mur Teta

CB (T) (T*m) (T*m) (%) (cm2) (T*m) (grados)1 100.000 10.000 20.000 0.500 11.000 22.791 63.4362 200.000 20.000 -25.000 2.831 62.283 31.996 308.6683 300.000 30.000 -32.000 5.205 114.512 43.879 313.1484 400.000 -15.000 20.000 4.324 95.133 24.993 126.8705 500.000 20.000 55.000 No PASA

60

60

20

204

DDCgcW

9

DDCgcW V0.90.0 1

G.C. Ingenieria y Diseño, S.C. Ag.18/03

-1,500

-1,000

-500

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Pr (T)

Mr (T*m) [raiz(Mrx^2+Mry^2)]

Teta=0 grados

1% 2% 3% 4% 5%

100

100

25 50

30

405

Teta=0 grados[Teta=arctan(Muy/Mux)]

Reglamento=RDF96f'c=250 kg/cm2fy=4,200 kg/cm2FR tensión=0.8FR compresión=0.7Var. lineal entre FRt y FRc: Si

DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN Y DISEÑO DE COLUMNAS

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DDCgcW V0.90.0 1

G.C. Ingenieria y Diseño, S.C. Ag.18/03

-750

-500

-250

0

250

500

750

1,000

1,250

1,500

0 50 100 150 200 250 300

Pr (T)

Mr (T*m) [raiz(Mrx^2+Mry^2)]

% acero=2 %

0g15g30g45g60g 75g 90g

100

100

25 50

30

405

% acero= %

Reglamento=RDF96f'c=250 kg/cm2fy=4,200 kg/cm2FR tensión=0.8FR compresión=0.7Var. lineal entre FRt y FRc: Si

DDCgcW

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DDCgcW V0.90.0 1

G.C. Ingenieria y Diseño, S.C. Ag.18/03

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Pr (T)

Mr (T*m) [raiz(Mrx^2+Mry^2)]

Teta=0 grados

1% 2% 3% 4% 5%

30

60

4

15

40

Teta=0 grados[Teta=arctan(Muy/Mux)]

Reglamento=RDF96f'c=250 kg/cm2fy=4,200 kg/cm2FR tensión=0.8FR compresión=0.7Var. lineal entre FRt y FRc: Si

e alma=0.71 cme patines=0.71 cmfy placas=2,530 kg/cm2