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Curso 2010 - 2011 Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 1 Clase: Bases de proyecto, acciones.

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1 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 1 Clase: Bases de proyecto, acciones

2 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 2 1. Introducción

3 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 1.2. La estructura. Definición geométrica 3 La definición geométrica de una estructura, de su esquema resistente, es el resultado del diseño conceptual imprescindible que hace el ingeniero. La definición geométrica de una estructura, de su esquema resistente, es el resultado del diseño conceptual imprescindible que hace el ingeniero. En esa etapa se deben conciliar lo aspectos resistentes, funcionales, constructivos, estéticos, de sostenibilidad. En esa etapa se deben conciliar lo aspectos resistentes, funcionales, constructivos, estéticos, de sostenibilidad. Es previo al cálculo: ¡ hay que saber qué hay que calcular! 1. Introducción

4 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones PREGUNTAS A LAS QUE DAN RESPUESTA LAS BASES DE PROYECTO Normativa de acciones (CTE, IAP, IAPF, EC0/EC1): ¿Qué acciones hay que considerar? ¿Cómo se combinan estas acciones? Modelado de la estructura (Código Estructural, EC0): ¿Cómo se obtienen las solicitaciones a partir de las combinaciones/envolventes? ¿Cómo se consideran las imperfecciones geométricas? Normativas de Materiales (EHE-08, EAE, EC2,EC3,EC4): ¿Qué resistencia hay que utilizar para los materiales? ¿Cómo se obtiene la resistencia de las secciones? ¿Cómo se consideran las imperfecciones geométricas? 4

5 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 2.1. La estrategia de cálculo. La naturaleza aleatoria de acciones y resistencias. Concepto de seguridad 5 2. Bases de proyecto Solicitación Capacidad mecánica Fiabilidad Estado Límite ß 50 pfpf ELU3,807,2 x ELS1,506,7 x γ f, γ M

6 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 2.1. La estrategia de cálculo. La naturaleza aleatoria de acciones y resistencias. Concepto de seguridad 6 5% 5% ACCIONES F CARACTERISTICAS F K PROBABILISTA PURO RESISTENCIAS CARACTERISTICAS PROBABILISTA PURO RESISTENCIA DE LOS MATERIALES f K f PROBABILISTA SIMPLIFICADO PROBABILISTA SIMPLIFICADO f ACCIONES DE CALCULO d F SOLICITACIONES ACTUANTES (ESFUERZOS) d S CALCULO DE ESTRUCTURAS COMPROBACION FINAL A NIVEL DE ESFUERZOS EN CADA SECCION S R DETERMINISTA m d f RESISTENCIAS DE CALCULO DETERMINISTA CALCULO DE SECCIONES SOLICITACIONES RESISTENTES (ULTIMAS) R u du ESQUEMA DEL CALCULO DE HORMIGON SEGÚN EL METODO SEMIPROBABILISTA DE LOS ESTADOS LIMITES (NORMAS DE ACCIONES) 2. Bases de proyecto

7 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Situaciones persistentes. Estas situaciones corresponden a las condiciones de uso normal de la estructura. Situaciones transitorias Son las que se producen durante la construcción de la estructura o reparación de la estructura, como puede ser por ejemplo durante la sustitución de apoyos de un puente. Situaciones accidentales Estas situaciones corresponden a condiciones excepcionales aplicables a la estructura, como puede ser por ejemplo el caso de un choque de un barco contra un puente, o la caída de un ascensor en un edificio, o un incendio. SITUACIONES DE PROYECTO

8 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 2. Bases de proyecto 2.2. Tratamiento de las acciones: clasificación de las acciones 8 CLASIFICACIÓN POR SU NATURALEZA – Acciones directas – Acciones indirectas CLASIFICACIÓN POR SU CARÁCTER Y SU VARIACIÓN EN EL TIEMPO CLASIFICACIÓN POR SU VARIACIÓN EN EL ESPACIO – Acciones fijas – Acciones libres – Acciones Permanentes (G) – Acciones Permanentes de Valor no Constante (G*) – Acciones Variables (Q) – Acciones Accidentales (A)

9 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 2. Bases de proyecto Valor característico

10 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 2.2. Clasificación de las acciones Bases de proyecto Carga muerta (acción directa permanente no siempre constante) Peso propio (acción directa permanente de valor constante) Pretensado (acción directa permanente no siempre constante) Fluencia y retracción (acción indirecta permanente no constante) Acciones variables. Sobrecarga de uso Viento Nieve Temperatura Acciones accidentales: Sismo Impacto Explosión

11 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 2.2. Clasificación de las acciones Bases de proyecto Pretensado (acción directa permanente no siempre constante)

12 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Estructura real y modelo. Proceso del análisis estructural. Materiales elásticos, rigideces brutas, … 2. Bases de proyecto

13 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Materiales 2. Bases de proyecto

14 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Materiales. Hormigón donde: f c,real Resistencia característica real f cm Resistencia media d Coeficiente de variación de la población Función de distribución de la resistencia media a compresión f cm [N/mm 2 ] Probabilidad acumulada p Normal teórica f ck Bases de proyecto

15 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Materiales. Hormigón Ecuación constitutiva de cálculo del hormigón (Diagrama Parábola Rectángulo) comparación con diagrama de Sargin (HA-35) Deformación del hormigón [] Tensión del hormigón [MPa] Diagrama de Sargin Parábola -Rectángulo f cd =f ck /1.5 f cm 2. Bases de proyecto

16 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Materiales. Acero Ecuación constitutiva de cálculo del acero Comparación con datos experimentales (B500S) Deformación del acero [x1000] Tensión del acero [MPa] 10 f yd 2. Bases de proyecto

17 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Materiales. Cuadro de materiales MATERIALESCALIDAD NIVEL DE CONTROL COEFICIENTE DE MINORACIÓN Hormigón de limpiezaHL-10 Hormigón en cimientosHA-25/B/20/IIaNormal c = 1.50 Hormigón pilas y estribos HA-25/B/20/IIbNormal c = 1.50 Hormigón en tableroHP-35/F/15/IIbIntenso c = 1.40 Acero pasivoB500SNormal c = 1.15 Acero de pretensado f pyk 1700 N/mm 2 Intenso c = 1.10 Ejecución tableroIntenso c = 1.50 Ejecución resto obraIntenso c = Bases de proyecto

18 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones El Método de los Estados Límite. Conceptos de Estado Límite Último y Estado Límite de Servicio ESTADO LÍMITE ÚLTIMO – Tiene como objetivo objetivo garantizar la SEGURIDAD estructural ESTADO LÍMITE DE SERVICIO – Tiene el objetivo de garantizar la FUNCIONALIDAD de la estructura 2. Bases de proyecto

19 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones El Método de los Estados Límite. 2. Bases de proyecto S d R d

20 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Estados Límite Último (ELU) Estado límite de equilibrio Estado límite de agotamiento frente a solicitaciones normales Estado límite de inestabilidad Estado límite de agotamiento frente a cortante Estado l imite de agotamiento por torsión en elementos lineales Estado límite de punzonamiento Estado límite de agotamiento por esfuerzo rasante en juntas entre hormigones Estado límite de fatiga 2. Bases de proyecto

21 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite Último (ELU). Equilibrio - Para la evaluación del Estado Límite de Equilibrio se debe satisfacer la condición: E d, estab E d,desestab donde: E d,estab Valor de cálculo de los efectos de las acciones estabilizadoras. E d,desestab Valor de cálculo de los efectos de las acciones desestabilizadoras. G1G2 q 0.9G11.1 G2 g.q Q g Q 0.95G G2 2. Bases de proyecto

22 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite Último (ELU). Agotamiento de los materiales ( cu o su ) - En la comprobación de los ELU que consideran la rotura de una sección o elemento, se debe satisfacer la condición: R d S d donde : R d Valor de cálculo de la respuesta estructural. S d Valor de cálculo del efecto de las acciones. R d =M u 2. Bases de proyecto

23 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite Último (ELU). Agotamiento de los materiales por fatiga - En la comprobación del Estado Límite de Fatiga se debe satisfacer la condición: R F S F donde : R F Valor de cálculo de la resistencia a fatiga. S F Valor de cálculo del efecto de las acciones de fatiga. 2. Bases de proyecto

24 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite Último (ELU). Combinaciones de esfuerzos: Obtención de S d - Situaciones permanentes o transitorias: - Situaciones accidentales - Situaciones sísmicas. 2. Bases de proyecto

25 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite Último (ELU). Combinaciones de esfuerzos: Obtención de S d 2. Bases de proyecto

26 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite Último (ELU). Coeficientes parciales aplicables a las acciones 2. Bases de proyecto

27 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Coeficientes de combinación 2. Bases de proyecto ψ0ψ0 ψ1ψ1 ψ2ψ2 0,60,50,2 Dependen del uso, están en la normativa de acciones correspondiente Ejemplo IAP98

28 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite Último (ELU). Coeficientes parciales aplicables a los materiales s y c admiten bonificaciones en función de las condiciones de control (Arts. 15º.3.1 y 15º.3.2) 2. Bases de proyecto

29 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Bases de proyecto

30 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite de Servicio (ELS). En la comprobación de los Estados Límites de Servicio se debe satisfacer la condición: C d E d donde: C d Valor límite admisible para el estado límite a comprobar (deformaciones, vibraciones, abertura de fisura, etc.) E d Valor de cálculo del efecto de las acciones (tensiones, nivel de vibración, abertura de fisura, etc.) Estado límite de deformaciones Estado límite de fisuración /comprobación de tensiones Estado límite de vibración 2. Bases de proyecto

31 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite de Servicio (ELS). Combinaciones de esfuerzos 2. Bases de proyecto

32 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite de Servicio (ELS). Coeficientes parciales de seguridad 2. Bases de proyecto

33 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Comprobaciones en Estado Límite de Servicio (ELS). Coeficientes parciales aplicables a los materiales s = c = 1,0 2. Bases de proyecto

34 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones 34 Comprobación fisuración 2. Bases de proyecto 2.7. Comprobaciones en Estado Límite de Servicio (ELS)

35 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Bases de proyecto 2.7. Comprobaciones en Estado Límite de Servicio (ELS) Fisuración más compresiones

36 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Bases de proyecto

37 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Bases de proyecto

38 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Bases de proyecto

39 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Bases de proyecto

40 Curso Grupo de Hormigón Estructural HORMIGÓN ARAMDO Y PRETENSADO II Clase Bases de proyecto, acciones Bibliografía 1.Ministerio de Fomento. Instrucción de Hormigón Estructural EHE Ministerio de Fomento. Instrucción de Hormigón Estructural EHE Ministerio de Fomento. Instrucción sobre las acciones a considerar en el proyecto de puentes de carretera. IAP Ministerio de Fomento. Instrucción sobre las acciones a considerar en el proyecto de puentes de carretera. IAP Ministerio de Fomento. Instrucción sobre las acciones a considerar en el proyecto de puentes de ferrocarril. IAPF Ministerio de Fomento. Instrucción sobre las acciones a considerar en el proyecto de puentes de ferrocarril. IAPF Ministerio de la Vivienda. Código Técnico de la Edificación. Documento Básico SE- AE 2006.Ministerio de la Vivienda. Código Técnico de la Edificación. Documento Básico SE- AE CEN. EN Eurocode – Basis of structural design. Abril 2002CEN. EN Eurocode – Basis of structural design. Abril CEN. EN Eurocode 1: Actions on structures. Part 1-1. General actions. Abril 2002.CEN. EN Eurocode 1: Actions on structures. Part 1-1. General actions. Abril CEN. EN Eurocode 2. Design of concrete structures – Part 1-1. General rules and rules for buildings CEN. EN Eurocode 2. Design of concrete structures – Part 1-1. General rules and rules for buildings CEN. EN Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1. General rules and rules for buildings CEN. EN Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1. General rules and rules for buildings CEN. EN Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures – Part 1-1. General rules and rules for buildings CEN. EN Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures – Part 1-1. General rules and rules for buildings


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