DISEÑO de VIGA (Concreto Armado) (1)

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 CONCRETO ING. CIVIL ARMADO I DISEÑO DE VIGA Y DISEÑO DE ESTRIBOS EN VIGAS DE CONCRETO ARMADO APICADO EN EDIFICACIONES A. C. I. DISEÑO DE VIGA I. Metrado del aligerado: A. Carga Muerta:  Peso propio del aligerado = 0,3 Tn/m 2   Peso del Acabado = 0,1 Tn/m 2   Peso de Tabiquería = 0,2 Tn/m 2  = 0,6 Tn/m 2  B. Carga Viva:  Para vivienda = 0.2 Tn/m 2  II. Pre-dimensionamiento de la viga: A. Análisis mediante fórmulas y plano:  Tramos apoyados:  ; l: Luz libre mayor de los tramos 7,5 7,0 7,3 7,0 5 4 3 2 1     Tomando en cuenta que:      B. Chequeo por deflexión según tabla de aporte de peralte mínimo:  Tramo apoyado en ambos extremos continuo:      Tomando el pre-dimensionamiento menor:    

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  CONCRETOING. CIVIL ARMADO I

DISEÑO DE VIGA Y DISEÑO DE ESTRIBOS EN VIGAS DE CONCRETO ARMADOAPICADO EN EDIFICACIONES A. C. I.

DISEÑO DE VIGA

I.  Metrado del aligerado:

A.  Carga Muerta:

  Peso propio del aligerado = 0,3 Tn/m2   Peso del Acabado = 0,1 Tn/m2   Peso de Tabiquería = 0,2 Tn/m2 

= 0,6 Tn/m2 

B.  Carga Viva:

  Para vivienda = 0.2 Tn/m2 

II.  Pre-dimensionamiento de la viga:

A.  Análisis mediante fórmulas y plano:

  Tramos apoyados:

  ; l: Luz libre mayor de los tramos

7,5 7,0 7,3 7,0

5 4 3 2 1

 

 

  Tomando en cuenta que:

     

B.  Chequeo por deflexión según tabla de aporte de peralte mínimo:

  Tramo apoyado en ambos extremos continuo:

 

 

 

Tomando el pre-dimensionamiento menor:

   

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III.  Determinación de carga de la rotura actuante en la viga de diseño:

D  L 

2,9 3,0

A.  Carga Muerta: (ωD)

  Peso de losa =   = 3,54 Tn/ml  Peso de viga =   = 0,432 Tn/ml

ωD  = 4,0 Tn/ml

Por ser de 4 pisos, este resultado se multiplica por 4

ωD  = 4(4,0 Tn/m)  ωD  = 16,0 Tn/m

B.  Carga Viva: (ωL)

  ωL  =  ωL  = 1,18 Tn/ml

Por ser de 4 pisos, este resultado se multiplica por 4

ωL  = 4(1,18 Tn/m)  ωL  = 4,72 Tn/m

Se puede decir que:

 

 

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IV.  Condiciones para la aplicación de coeficientes A. C. I.:

  La viga debe contar con dos o más tramos……………………………………OK.   La diferencia de luces no debe ser mayor del 20% de la luz mayor

   …………………………………………….……….OK. 

  Las cargas deben ser uniformemente distribuidas…………..…………..OK.   La carga viva no debe ser mayor que el triple de la carga muerta

L  D     ………………….………………………………OK. 

  Los elementos analizados (viga) deben ser prismáticos………………..OK. 

V.  Determinación de coeficientes A. C. I.: (Momentos)

U = 30,42 Tn/ml

7,5 7,0 7,3 7,0

5 4 3 2 1

  ;

  ;  

5 5-4 (4-5)’  (4-3)’  4-3 3 3-2 (2-3)’  (2-1)’  2-1 1

Coef. K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mu(T-m) 106,94 122,22 171,11 135,51 93,16 135,51 101,32 147,37 149,06 106,47 93,16

M’u(T-m) 118,82 135,80 190,12 150,57 103,51 150,57 112,58 163,74 165,62 118,30 103,51

VI.  Verificación de la corrección de uso de coeficientes del A. C. I.:

∑   ;

  (para vigas y columnas)

Reemplazando K en N se obtiene:

  h viga t columna

b b

  ln(columna) = 3,00 – 0,60ln(columna) = 2,40 m

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Tramo 5-4:

 

Como:N = 0,78 < 8; Entonces se conservan los coeficientes elegidos para apoyosinteriores y exteriores.

VII.  Chequeo del momento máximo por cuantía máxima:

  ; K = 54,35 (Por tabla)

 

 Tn-m

Como M’u > Mrmax  en todas las secciones entonces se consideran V. D. A.

VIII.  Chequeo del momento por cuantía mínima:

  ;   (Por tabla)

 

 Tn-m

  Toda sección que tenga valor menor que 11,82 Tn-m se tendrá que usar el área deacero mínimo.

IX.  Diseño de área de acero en la viga:

Vigas doblemente armadas en el cuadro: (V. D. A.)

  Apoyo “5”: (118,82 Tn-m)

  ;  (Por tabla)

 

 cm2………………………………………* 

 

 

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 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

  0 cm2 

Chequeo por cuantía mínima: (A’s) 

 

 

 cm2 

  Tramo “5-4”: (135,80 Tn-m)

 cm2………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

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  Apoyo “(4-5)’”: (190,12 Tn-m)

 cm2………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

  Apoyo “(4-3)’”: (150,57 Tn-m)

 cm

2

………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

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  Tramo “4-3”: (103,51 Tn-m)

 cm2………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

  Apoyo “3”: (150,57 Tn-m)

 cm

2

………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

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  Tramo “3-2”: (112,58 Tn-m)

 cm2………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

  Apoyo “(2-3)’”: (163,74 Tn-m)

 cm

2

………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

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  Apoyo “(2-1)’”: (165,62 Tn-m)

 cm2………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

  Tramo “2-1”: (118,30 Tn-m)

 cm

2

………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

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  Apoyo “1”: (103,51 Tn-m)

 cm2………………………………………* 

 

 

 Tn-m…………………………………..* 

  ; d’ = 5 cm 

 

 cm2……………………………..* 

   

   cm2 

Considerando los valores obtenidos se tendrá la siguiente tabla:

5 5-4 (4-5)’  (4-3)’  4-3 3 3-2 (2-3)’  (2-1)’  2-1 1

A’s  34,64 42,89 69,28 50,06 27,19 50,06 31,60 56,46 57,38 34,38 27,19As 60,40 68,65 95,04 75,82 52,95 75,82 57,36 82,22 83,14 60,14 52,95

Фs’  4Ф1’’+

5Ф’’ 

4Ф1’’+

2Ф1’’ 

4Ф1’’+

5Ф1’’ 

5Ф1’’  3Ф1’’+

4Ф’’ 

5Ф1’’  4Ф1’’+

4Ф’’ 

5Ф1’’+

3Ф1’’ 

5Ф1’’+

3Ф1’’ 

4Ф1’’+

5Ф’’ 

3Ф1’’+

4Ф’’ 

Фs  2Ф1’’+

5Ф1’’ 

4Ф1’’+

5Ф1’’ 

5Ф1’’+

7Ф1’’ 

5Ф1’’+

5Ф1’’ 

4Ф1’’+

3Ф1’’ 

5Ф1’’+

5Ф1’’ 

5Ф1’’+

3Ф1’’ 

6Ф1’’+

5Ф1’’ 

6Ф1’’+

5Ф1’’ 

4Ф1’’+

4Ф1’’ 

4Ф1’’+

3Ф1’’ 

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DISEÑO DE ESTRIBOS EN LA VIGA MÁS CRÍTICA

 

3,50 m

 

(V)

V’u V’ud 

V’udc 

Vcr Vcr/2  (d)

da

xy

3,50 m

  f’c = 210 kg/cm2   fy = 4200 kg/cm2   bxh = 30x60 cm2   d = 54 cm

  √ 

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I.  Valor del cortante último incrementado “V’u”:

 

 

 Tn

  ; Ф = 0,85

 

 Tn

II.  Valor del cortante de la viga incrementada “V’ud”:

     Tn

 

 

 Tn

III.  Valor del cortante crítico máximo de la sección de viga “Vcr”:

  ;  = 0,5√ 

√  

√ 

   Tn

     Necesita estribos(11,74 Tn) (105,93Tn)

  √ 

√  

   Kg/cm2 

 Kg/cm2 

√    No necesita estribos(65,39 Kg/cm2) (37,68 Kg/cm2)

  Si necesita estribos por el primer caso.

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IV.  Hallando el valor de “X” y el valor de “Y” :

Valor de “x”:  Valor de “y”: 

 

 

 

 

 m  m

V.  Determinación del tipo de armadura que cubre el área de acero para los estribos:

Como diámetro de estribo mínimo asumir Ф3/8’’ 

  Av: Área de la viga

  As: Área del acero  cm2 

VI.  Espaciamientos de armadura transversal para los estribos máximos y mínimos:

A.  Espaciamiento Máximo:

  Primer criterio:

 

 ; Viga esbelta

 

 

 cm

  Segundo criterio: √ 

 Kg/cm2 

√ √  23,19 Kg/cm2 

(65,39) > (23,19)   No se cumple

 

 cm (no se considera)

   cm

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B.  Espaciamiento Mínimo:

  Primer criterio: 

 cm (Según A. C. I.) 

  Segundo criterio: 

  ;  

 

 cm

Tomando el mayor de ambos criterios

   cm

C.  Determinación de la ordenada central para un espaciamiento máximo entreestribos:

 

 

 Tn

Por semejanza de :

 

 

 m

D.  Determinación del espaciamiento de los estribos que deberán ubicarse porconfinamiento:

     cm

     cm

      ; ФL = 1’’ = 2,54 cm    cm   cm

Tomando el menor de los tres criterios    cm

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E.  Distribución de estribos en viga:

 cm  cm   cm

26 c/10cm + 1 c/57cm + R c/30cm

260 57

317

 cm