ACI 318S-14 - Generalidades, notación y normas Requisitos de Reglamento para concreto estructural ACI 318-14: Reorganizado para Diseñar Generalidades, Notación, y Normas WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 1 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 2 ACI 318S-14 - Generalidades, notación y normas 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 3 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)) WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 4 ACI 318S-14 - Generalidades, notación y normas 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 5 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 6 ACI 318S-14 - Generalidades, notación y normas Secciones 1.6 a 1.9 • Clarifica el significados y responsabilidades de: – – – – Autoridad competente Profesional facultado para diseñar Documentos de construcción Ensayos e inspección WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 7 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 8 ACI 318S-14 - Generalidades, notación y normas 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 9 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 10 ACI 318S-14 - Generalidades, notación y normas ¿Preguntas? WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 11 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 Cargas de diseño 4.2 Durabilidad Funcionamiento 4.8 4.7 2 4.6 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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 3 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” WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 4 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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 5 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 6 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 7 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 – – – – – – – WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 8 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 4.4 Sistemas estructurales y trayectoria de cargas • Diafragmas – Fuerzas de transferencia – Dar apoyo lateral WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 9 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 10 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 11 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 12 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 13 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 14 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 Durabilidad Funcionamiento 4.8 4.7 4.6 15 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 16 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis Capítulo 5 - Cargas • Combinaciones – Básicas → Tabla 5.3.1 – Excepciones y adiciones → Sección 5.3 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 17 Capítulo 5 – Cargas • Categorías de diseño sísmico (CDS) – CDS → Reglamento general de construcción – Adoptado del ASCE 7-10 – Correlaciones Tabla R5.2.2 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 18 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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) WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 19 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 20 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 21 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 22 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 23 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 24 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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) WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 25 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) WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 26 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 27 R6.2.6 Diagrama de flujo para esbeltez de columnas WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 28 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis 6.8 Análisis inelástico de segundo orden • Consideraciones – Materiales no lineales – Efectos locales de esbeltez → 6.6.4.5 – Debe probar los resultados WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 29 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 WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 30 ACI 318S‐14‐Sistemas estructurales, cargas de diseño y métodos de análisis ¿Preguntas? WWW.CONCRETE.ORG/ACI318 31
