Pilares, tipos de pilares, cargas que actúan en un pilar.

Presentación del tema: "Pilares, tipos de pilares, cargas que actúan en un pilar."— Transcripción de la presentación:

1 Pilares, tipos de pilares, cargas que actúan en un pilar

2 Pilares

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4 Pilares columnas circulares Es el pilar que esta formado por columnas, que esta unido en su parte superior por una solera y cimentación. Generalmente el criterio que se utiliza es por el espacio.

5 Pilares tipo pórtico Pilares tipo pórtico múltiples

6 Pilares pueden ser: de acero, hormigón o madera

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9 cargas que actúan en un pilar

10 COLUMNAS DE CONCRETO ARMADO REFORZADOS A FLEXO-COMPRESSION BIAXIAL Históricamente se ha evitado el diseño de secciones bajo cargas de flexo-compresión biaxial ya que por lo general solían prevalecer los análisis bidimensionales de las estructuras. Conjuntamente con lo planteado anterior-mente los procedimientos mediante los cuales es explicada la misma son complejos a causa de las múltiples formas que puede adoptar el bloque comprimido de hormigón y las diversas distribuciones de refuerzo, lo cual provoca que cada una de estas variantes evolucione en una solución diferente. En el pasado siglo las ayudas de cálculo disponibles, gráficas o semigráficas en su mayoría, requerían del proyectista un dominio del tema muy poco frecuente y por otra parte acarreaban las imprecisiones que acompañan a este tipo de procedimiento. El amplio despliegue que se ha desarrollado en los últimos tiempos en cuanto a softwares computacionales relacionados con el análisis y diseño de estructuras ha erradicado la primera de las razones mencionadas ya que estos permiten un análisis en tres dimensiones de las edificaciones con mayor racionalidad y realismo. Estas herramientas contribuyen a introducir mediante mecanismos de fácil manejo y compresión las acciones de carga de viento y sísmicas de forma más completa y rigurosa. Por otra parte la introducción de un nuevo enfoque de la seguridad estructural por la ACI 318-2002, sobre todo en la evaluación del Factor de Reducción de la Resistencia, f, obliga a una nueva lectura en el empleo del Método del Contorno de Carga de Bresler, propuesto por la propia normativa. (ACI 318-11)

11 CÁLCULO PARA LA FLEXO-COMPRESIÓN BIAXIAL se puede realizar el diseño de un elemento a flexo compresión biaxial considerando que el elemento esta reforzado con acero tubular o concentrado. Para las secciones transversales que se diseñan a flexo compresión en que se escoge acero tubular utiliza las fórmulas de Bresler (Bresler 1960). E ste método aproxima la ordenada 1/Pn en la superficie s2 (1/Pn,ex,ey) mediante una ordenada correspondiente 1/Pn en el plano S2 (1/Pn,ex,ey), el cual se define por los puntos característicos A B y c como se indica en la Figura 7-10. Para cualquier sección transversal en particular el valor Po (correspondiente al punto c) es la resistencia a la carga bajo compresión axial pura; Pox (correspondiente al punto B) y Poy (correspondiente al punto A) son las resistencias a la carga bajo excentricidades uniaxiales ey y ex respectivamente. cada punto de la superficie verdadera se aproxima mediante un plano diferente; por lo tanto, la totalidad de la superficie se aproxima usando un número infinito de planos.

12 CÁLCULO PARA LA FLEXO-COMPRESIÓN BIAXIAL La expresión general para la resistencia a la carga axial para cualquier valor de ex y ey es la siguiente: Reordenando las variables se obtiene:

13 EJEMPLO Diseñar una columna cuadrada de hormigón armado de 50 cm x 50 cm que debe resistir una carga axial última Pu de 178 T-m un momento flector último Muy (en la dirección del eje x, y alrededor del eje y) de 37 T-m y un momento flector último Mux (en la dirección del eje y y alrededor del eje x) de 22 T-m. La resistencia del hormigón fc es 280 kg/cm ; el esfuerzo de fluencia del acero Fy es 4200 Kg/cm.

14 se escoge el tipo de distribución tentativa de las varillas de acero: se calcula el factor de dimensión del núcleo de la columna: G=8 / 50 = 0.76 @ 0.80 El momento flector resultante se obtiene sumando vectorialmente los momentos flectores en la dirección de los ejes coordenados principales ortogonales.

15 se calcula el ángulo que forma el momento flector último resultante con relación al eje x: con la carga axial última y el momento flector último resultante se determinan los coeficientes de entrada a las curvas de interacción adimensionales.

16 se escoge el gráfico de los Diagramas de Interacción de columnas Rectangulares y el correspondiente gráfico de los Diagramas de Interacción de columnas Rectangulares con Flexión Diagonal, los que están definidos por fc =280 Kg/cm2, Fy = 4200 Kg/cm2, g = 0.80 y 20 varillas distribuidas uniformemente en sus cuatro caras. En el diagrama de interacción a 0° se obtiene una cuantía de armado r t = 0.0175 En el diagrama de interacción diagonal a 45° se obtiene una cuantía de armado r t = 0.025 Es importante notar, que en esta columna cuadrada, el armado requerido a 45° es superior en un 43% al armado requerido a 0°. Interpolando linealmente entre 0°y 45° para 30.74° se tiene:

17 r t es mayor a la cuantía mínima en columnas (r mín = 0.01), e inferior a la cuantía máxima en zonas sísmicas (r máx = 0.06). Además la cuantía de armado cumple criterios de economía. La sección transversal de acero requerida es: La distribución escogida inicialmente determina que se requerirán 12 varillas de hierro esquineras de 20 mm y 8 varillas centrales de 18 mm de diámetro, lo que proporciona 58.00 cm2 de sección transversal de acero.

18 Para mejorar la capacidad resistente de las columnas a flexo compresión biaxial es preferible colocar los hierros de mayor diámetro en las esquinas. Las investigaciones han demostrado que los gráficos de flexo compresión diagonal dan los mejores resultados para columnas cuadradas, y proporcionan resultados aceptables, en columnas rectangulares cuya relación lado mayor / lado menor no supere 2, reajustando el ángulo respectivo en función de la posición de los vértices de las columnas; reajustando el factor de tamaño del núcleo g; y tomando en consideración la geometría y la capacidad resistente en las dos direcciones ortogonales principales.