DISEÑO DE VIGAS DE CONCRETO / CALCULO DE ACERO
Summary
TLDREsta guía detalla el proceso de diseño de una viga de concreto, centrándose en el cálculo del acero de refuerzo necesario para soportar un momento determinado. Se discute la posición de los barrotes en la parte inferior o superior de la viga y se analiza el efecto de la disposición de las barras en una o dos capas. Se proporcionan parámetros como la residencia del concreto y la experiencia del acero, así como el factor de control a tensión y el coeficiente beta 1. Se calcula el peral efectivo y se determina el área de acero requerida, asegurándose de que se encuentre dentro de los límites establecidos. El diseño final incluye barras de diferentes tamaños y capas, con el objetivo de cumplir con los requisitos estructurales y garantizar la integridad de la viga.
Takeaways
- 🔍 La guía se centra en el diseño de una viga de concreto y el cálculo del acero de refuerzo necesario para soportar un momento actuante.
- 📏 Se describe el proceso para determinar si el acero se colocará en la parte inferior o superior de la viga, basado en la posición del momento.
- 🛠️ Se recomienda visitar la página web para acceder a más guías de diseño, lo que indica que el diseño de estructuras es un tema extenso y complejo.
- 🏗️ Se utilizan parámetros específicos como la residencia de concreto de 2 y la experiencia del acero de 4000 kgf/cm² para el diseño.
- 📐 Se explica cómo se calcula el peralte efectivo de la viga, que es la diferencia entre la altura de la viga y un valor x, considerando el recubrimiento y el diámetro del estribo.
- 📉 Se menciona la importancia de conocer los límites de acero para la viga, que son el área mínima y máxima de acero que puede tener.
- ⚖️ Se calcula el área total de acero requerida para la viga usando una fórmula y se compara con los límites de acero para validar el diseño.
- 🔩 Se propone una combinación de barras de acero de cinco octavos y media pulgada para cumplir con los requisitos de área de acero.
- 📏 Se actualiza el diseño de la viga para acomodar las barras en dos capas debido a las restricciones de espacio en una sola capa.
- 🏁 Se concluye con el diseño final de la viga, que incluye barras de acero en capas y barras adicionales en la parte superior para soportar el estribo.
Q & A
¿Qué es el objetivo principal de esta guía?
-El objetivo principal de esta guía es diseñar una viga de concreto y calcular el acero de refuerzo necesario para soportar un momento actuante en una estructura.
¿Dónde se coloca el acero de refuerzo en función de la posición del momento?
-El acero de refuerzo se colocará en la parte inferior o superior de la viga de acuerdo a la posición del momento actuante.
¿Cuál es la residencia de concreto y la experiencia del acero que se utilizan en el ejemplo?
-Se utilizan una residencia de concreto de 2 y una experiencia del acero de 4000 kilogramos de fuerza.
¿Cuál es el factor fi y el coeficiente beta 1 utilizados en el diseño?
-El factor fi por el elemento de control a tensión es de 0.9 y el coeficiente beta 1 es de 0.85 para concreto menores a 280.
¿Cuáles son las dimensiones de la viga que se están diseñando?
-La viga tiene un ancho de 25 centímetros, un peralte de 40 centímetros y un recurrido de 4 centímetros para vigas peraltadas.
¿Cuál es el momento actuante que debe soportar la viga en el ejemplo?
-La viga debe soportar un momento actuante de 9 toneladas por metro.
¿Cómo se determina el número de capas de acero de refuerzo en el diseño?
-Se determina el número de capas de acero de refuerzo considerando el diámetro de las barras y el espacio necesario entre ellas, así como el ancho de la viga.
¿Qué es el peral de efectivo y cómo se calcula?
-El peral de efectivo es la diferencia entre la altura h cooperante de la viga menos un valor x, que incluye el recubrimiento, el diámetro del estribo y la mitad del diámetro de la barra de refuerzo.
¿Cuál es la relación entre el área de acero calculada y los límites de acero mínimo y máximo?
-El área de acero calculada debe estar dentro de los límites de acero mínimo y máximo, si no, se debe ajustar el diseño para cumplir con estos límites.
¿Cómo se determina la cantidad y el tipo de barras de refuerzo para la viga?
-Se determina la cantidad y el tipo de barras de refuerzo basándose en el área de acero requerida, el diámetro de las barras y la disposición en capas para cumplir con los límites de acero y el espacio disponible en la viga.
¿Qué es la diferencia entre el diseño de una sola capa y dos capas de acero de refuerzo?
-El diseño de una sola capa de acero de refuerzo implica una distribución más simple, mientras que el diseño de dos capas requiere un nuevo cálculo del peral de efectivo y una distribución de barras en capas, lo que puede afectar el área de acero y la resistencia de la viga.
Outlines
🏗️ Diseño de Viga de Hormigón
El primer párrafo describe el procedimiento para diseñar una viga de concreto y calcular el acero de refuerzo necesario para soportar un momento dado. Se menciona que el acero se colocará en la parte inferior o superior de la viga según la posición del momento. Se habla de la importancia de visitar la página web para obtener más guías de diseño. Se presentan los parámetros para el diseño de la viga, incluyendo el tipo de concreto y acero, y los factores de control a tensión y coeficiente beta. Se describen las dimensiones de la viga y cómo se debe soportar un momento actuante de 9 toneladas por metro. Se asume un esquema de armado con barras de media pulgada en una sola capa y se explica cómo se posiciona el armado en el gráfico. Se calcula el peral efectivo de la viga y se establecen los límites de acero para la viga. Se utiliza la fórmula de la regla cero para determinar el área total de acero requerida en la fibra inferior y se verifica que el cálculo esté dentro de los límites de acero mínimo y máximo. Finalmente, se transforma el área de acero en barras de refuerzo y se propone una distribución de barras en una sola capa, pero se encuentra que no cabe en el ancho de la viga, lo que lleva a la consideración de dos capas.
🔄 Revisión y Diseño Final de la Viga
El segundo párrafo continúa con el diseño de la viga, teniendo en cuenta que el peral efectivo disminuye y, por lo tanto, el área de acero se incrementa. Se hace necesario verificar este nuevo cálculo. Se describe la disposición de las barras en dos capas y se calcula el nuevo peral efectivo. Se muestran las medidas en centímetros y se demuestra que no es posible acomodar las barras en una sola capa debido al ancho de la viga. Se calcula el área de acero con el nuevo peral efectivo y se compara con los valores mínimo y máximo para validar el diseño. Se propone un armado con barras de cinco octavos y media pulgada en dos capas y se calcula el área total de acero, que resulta ser mayor al área calculada, lo que valida la propuesta. Se establece la necesidad de colocar barras en la parte superior de la viga para apoyar los estribos y se describe el diseño final con barras de acero en diferentes capas y tamaños. Se concluye el diseño y se menciona que se debe elegir el tipo de barras de refuerzo de acuerdo a criterios de proximidad o precedencia.
Mindmap
Keywords
💡Viga de concreto
💡Momento actuante
💡Acero de refuerzo
💡Estribo
💡Recubrimiento
💡Peralte efectivo
💡Cuantía de acero
💡Barras de media pulgada
💡Capas de acero
💡Acero mínimo
Highlights
Diseño de una viga de concreto para soportar un momento actuante.
Procedimiento para calcular el acero de refuerzo necesario.
Colocación del acero en la parte inferior o superior de la viga según la posición del momento.
Efecto de la disposición de las barras de acero en una o dos capas.
Recomendación de visitar la página web para guías de diseño adicionales.
Ejemplo de diseño de viga de concreto con parámetros específicos de resistencia.
Consideración de los factores fi y beta 1 para el diseño estructural.
Dimensiones de la viga: ancho, altura y peralte.
Soporte de un momento actuante de 9 toneladas por metro en la viga.
Consideración de solo el momento en el tramo central para efectos prácticos.
Estimación de la cantidad de acero para un punto de partida.
Uso de estribos de 8 milímetros para barras de hasta cinco octavos.
Cálculo del peral efectivo de la viga.
Determinación de los límites de acero para la viga.
Cálculo del área total de acero requerido en la fibra inferior.
Verificación de que el área de acero calculada esté dentro de los límites mínimo y máximo.
Propuesta de barras de refuerzo y su conversión al área de acero.
Diseño de la distribución de barras en una o dos capas.
Actualización del diseño después de cambiar la cantidad de capas de acero.
Cálculo del área de acero con el nuevo peral efectivo.
Verificación del diseño con el área de acero mínima y máxima.
Colocación de barras en la parte superior de la viga para soportar el estribo.
Visualización del diseño final del armado de la viga.
Transcripts
en esta guía se realizará el diseño de
una viga de concreto
únicamente se ve el procedimiento para
calcular el acero de refuerzo necesario
para soportar un momento actuante en
estructura de acuerdo a la posición del
momento el acero se colocará en la parte
inferior o superior como se aprecia en
la imagen
analizaremos también el efecto que tiene
cuando las barras de acero se disponen
en una o dos capas te recomiendo visitar
la página web hay muchas guías de diseño
que te pueden servir bueno empecemos con
el ejemplo realizaremos el diseño por
una viga de concreto con los siguientes
parámetros residencia de concreto de dos
y experiencia del acero de cuatro mil
200 kilogramos fuerza porque tiene otro
cuadrado el factor fi por el elemento de
control a tensión en un 0.9 y el
coeficiente beta 1 será 0.85 para
concreto menores a 280 en la parte
superior de fabri el enlace para obtener
los valores de beta 1 conocemos también
las dimensiones de la viga el ancho de
25 centímetros y un peralte de 40
centímetros es recurriendo será cuatro
centímetros lugar para vigas peraltadas
en caso o tengamos vida chata se puede
usar 2.5 centímetros para este ejemplo
la viga deberá soportar un momento
actuante de 9 toneladas
por metro para efectos prácticos y
realizaremos la estructura como se
indica en la imagen sólo se considerará
el momento en el tramo central una
estructura real tiene momentos en los
extremos sin embargo el diseño los
extremos sigue el procedimiento al igual
que la posición central y se realiza por
separado debido a que no conocemos el
tipo de armado podemos estimar lo para
tener un punto de partida como primera
aproximación y por la magnitud del
momento en la viga se puede plantear
entre barras de media pulgada cinco
octavos para nuestro ejemplo asumiremos
barras de media pulgada en una sola capa
en el gráfico vemos cómo va dispuesto
las barras de media pulgada en una capa
y cómo están confinados por el estribo
aún no conocemos la cantidad esta imagen
es solo esquemática y nos da una idea
del posicionamiento del armado la norma
indica que hasta barro de cinco octavos
se puede usar estribos de 8 milímetros
entonces vamos conociendo algunos
parámetros preliminarmente consideramos
que el estribo será de 8 milímetros el
diámetro de la barra es de media pulgada
y el número de capas es 1
con la información previa calculamos el
peral de efectivo de este valor es la
diferencia entre la altura h cooperante
de la viga menos un valor x el peralte
en la viga se mide desde la parte
superior hasta el eje de la barra
inferior siempre y cuando se tenga una
capa para dos capas lo veremos más
adelante
en la imagen se muestra los componentes
del valor de x se mide desde la parte
inferior primero comprende el
recubrimiento seguido del diámetro del
estribo en la mitad del diámetro de la
barra de récords es decir en el eje
entonces debe ser a la altura h - la
sumatoria del recubrimiento diámetro del
estribo y la mitad de la barra de
refuerzo el recubrimiento es cuatro
centímetros que el diámetro del estribo
es ocho milímetros y el diámetro de la
barra media pulgada todos los valores lo
debemos considerar en centímetros al
operar obtenemos 74 puntos 57
centímetros operante efectivo calculamos
las cuantías con eso determinamos los
límites de acero que puede tener la vida
todos los datos son conocidos entonces
obtenemos los valores para la cuantía
mínima y balanceada la cuantía máxima
será un 75 por ejemplo de la balanza de
ese porcentaje es como un factor de
seguridad
ahora calculamos en la regla cero para
la asunción de vida considerando el
momento de 9 con el adjunto por mes
hacemos uso de esta fórmula para
reemplazar valores obtenemos 7.39
centímetros cuadrados es el área total
de acero que requiere la viga en la
fibra inferior es importante saber
dentro de qué rangos debe estar el área
de acero que hemos calculado para ello
usamos la cuantía mínima y máxima al
multiplicarlo por el ancho y para el de
efectivo de la vida obtenemos las áreas
de acero límites es decir que el área de
acero no puede ser menor que el mínimo
tampoco puede ser mayor que el máximo al
comparar los valores está dentro de los
límites entonces el diseño es válido en
caso el área de acero que calculamos con
la fórmula menor al mínimo usamos el
acero mínimo y si esta área de acero es
mayor al máximo debemos cambiar la
sección de la viga para evitar una falla
frágil con la verificación realizada
podemos transformar el área de acero a
barras de refuerzo usamos barras de
cinco octavos y media pulgada el área de
cada barra es 1.99 y 1.29 centímetros
cuadrados respectivamente para llegar a
superar los siete puntos 69 requeridos
proponemos el barro octavo y dos de
medio con esta cantidad obtenemos 8.55
centímetros grados y es mayor al
calculado entonces es correcto la
propuesta es preferible que el área de
barras que propongamos siempre sea mayor
al calculado
entonces el total de barras en la zona
inferior son 5 entre ba arriba debe
haber un espacio de una pulgada por lo
menos entonces si tratamos de ubicar las
cinco barras en una sola capa no
entrarán en el ancho de 25 centímetros
la mejor opción es acomodar las barras
en dos capas como se muestran la imagen
en la primera capa las tres barras de
cinco octavos y en la segunda capa las
dos barras de media es preferible ubicar
los de mayor a menor diámetro
debido a que inicialmente propusimos una
sola capa y ahora tenemos dos el diseño
debe ser actualizado se obtiene el nuevo
valor del canal de efectivo de tener en
cuenta que a medida que el peralte
efectivo disminuye el área de acero se
incrementa entonces que es indispensable
verificar este nuevo cálculo
en esta imagen vemos la disposición de
las cinco barras en una sola capa todas
las medidas las convertimos a
centímetros tenemos el recubrimiento el
diámetro del estribo diámetro de las
barras de cinco octavos y media pulgada
y la distancia de una pulgada que hay
entre barras al sumar todas estas
longitudes obtenemos 27.37 centímetros y
es mayor al ancho de 25 centímetros de
la viga entonces no es posible acomodar
los en una sola capa en estos gráficos
se muestra la sección de la viga que
refuerzan dos capas el peralte efectivo
se extiende desde la parte superior
hasta el eje del de la primera capa y
segunda capa la distancia entre capas es
de una pulgada o dos puntos 54
centímetros entonces que esperar de
efectivo será la altura h menos la
sumatoria del recubrimiento diámetro del
estribo diámetro de la barra de la
primera capa y la mitad de una pulgada
de dos o más capas aplica el mismo
criterio la distancia de hasta el eje de
la distancia entre las últimas capas
con este nuevo valor del plato efectivo
calculamos el área de acero en nuestro
primer cálculo obtuvimos siete puntos 89
centímetros cuadrados y ahora 8.30 y
otros debido a que el peralte es menor
el valor del astro aumenta este último
valor es el válido también calculamos el
área de acero mínimo y máx únicamente
cambiamos el valor del peral de efectivo
al comparar valores está dentro de los
límites entonces el diseño correcto
convertimos de la área de acero a barras
usamos nuevamente barras de 5 octavos y
media pulgada planteamos tres barras de
importados y dos de media el área total
es de 8 puntos en 45 minutos cuadrados y
es mayor al calculado entonces acepte el
armado en la zona superior se colocará a
0 mínimo no ponemos los barras de 12
milímetros con un área total de 296
metros cuadrados y es mayor al área de
acero mínimo que obtuvimos anteriormente
debido a que nuestro ejemplo solo tiene
un momento central es necesario colocar
barras en la parte superior igual al
acero mínimo para que los estribos
tengan donde apoyarse en el gráfico se
aprecia el diseño final las tres barras
de sheen cortados en la primera capa los
barras de media pulgada en la segunda
capa y en la parte superior dos barras
de 12 milímetros correspondientes al
acero mínimo como indique anteriormente
este acero nos permitirá colocar los
estribos correctamente en esta imagen se
aprecia una perspectiva del armado
diferenciados por colores la primera
capa siempre va a corrida en una toda la
longitud la segunda capa se puede
extender una longitud determinada de
acuerdo al diagrama de momentos y
longitud de desarrollo es sin embargo
este cálculo no será parte de esta guía
aquí finaliza el diseño es importante
indicar que un criterio para elegir
barras refuerzos ártica metros cercanos
o predecesoras
[Música]
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