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444-HORMIGON ARMADO
TP N°2: Ménsulas Cortas
444 – HORMIGÓN PRETENSADO
TRABAJO PRÁCTICO Nº2
MENSULAS CORTAS
GRUPO Nº7
Realizado:
02/09/2015
Presentado:
15/09/2015
Integrantes:
PAULUK, Alejandro.
VALLEJOS, Alejandro.
Visado:
444-HORMIGON ARMADO
TP N°2: Ménsulas Cortas
TRABAJO PRÁCTICO Nº2
Objetivos:
1. Desarrollar herramientas conceptuales para comprender el comportamiento estructural de los
elementos de soporte en forma de Ménsula Corta.
1.1. Revisar y aplicar las especificaciones correspondientes a esta tipología estructural.
1.2. Poder esgrimir métodos manuales aproximados para el cálculo de los esfuerzos internos.
2. Analizar y aprender a utilizar algoritmos de diseños básicos para este tipo de elementos.
2.1. Aplicar las especificaciones descriptas y establecidas en el reglamento adoptado, CIRSOC
201/2005.
2.2. Elaborar criterios de diseño de secciones en función de la situación planteada.
3. Plantear la representación gráfica de los resultados del proceso de diseño.
3.1. Revisar las especificaciones previstas en términos de distribución de armaduras según CIRSOC
201 y bibliografía pertinente.
3.2. Efectuar segmentos de discusión y evaluación de alternativas en el aula, acompañado esto de
aplicación de criterios y resolución de problemas.
Consigna:
Diseñar una M.C. que sirva de apoyo al riel longitudinal de un puente grúa de 10Tn de capacidad
nominal según los siguientes datos:
Grupo Nº Columnas Sep. columnas
7
30x30
4,70
Riel
IPN 140
Luz libre
Long. Viga puente P.P. Viga puente
riel-columna
[m]
[Kg/m]
0,20
12,10
280
La estructura se encuentra en un sector de almacenamiento de cloro y otras sustancias, por lo tanto
se deberán seleccionar tipo de hormigón y recubrimiento adecuados.
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Datos obtenidos del CIRSOC 201:
•
•
•
•
Tabla 2.1: Exposición clase CL. (Húmedo o sumergido, con cloruros de origen diferentes del
medio marino).
Tabla 2.5: Hormigón a utilizar H-35.
Tabla 7.7.1: Recubrimiento a utilizar → Cc = 30mm + (50% × 30mm ) ⇒ Cc = 45mm.
Acero: ADN 420.
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Datos del riel:
1. Análisis de Carga:
•
Cargas permanentes:
Dirección x-x:
Peso propio viga puente → Qpp = 280Kg / m → Qpp = 2.80KN / m
Lvp = 12.10m
Qpp × Lvp
2.80KN / m × 12.10m
Rax = Rbx =
⇒ Rax = Rbx =
⇒ Rax = Rbx = 16.94KN
2
2
Dirección y-y:
Peso propio del riel → IPN140 = 14,30Kg/m → Qpp = 0,143KN / m
Lcol = 4.70m
Qpp × Lcol
0.143KN / m × 4.70m
Ray = Rby =
⇒ Ray = Rby =
⇒ Ray = Rby = 0.336KN
2
2
•
Cargas de servicio:
Capacidad nominal del puente grúa → 10tn → QL = 100KN.
•
Esfuerzo de corte requerido:
Vu = 1.2(Rax + Ray) + 1.6(QL) ⇒ Vu = 1.2(16.94 + 0.336) + 1.6(100) ⇒ 181KN
•
Esfuerzo horizontal estimado:
Nucmin ≥ 0.2 × Vu ⇒ Nucmin ≥ 0.2 × 181KN ⇒ Nucmin = 36.20KN → Adoptamos: Nuc = 40KN
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2. Verificación de Dimensiones:
Según CIRSOC 201/2005:
Luz de corte → av = 200mm + (66mm / 2) ⇒ av = 233mm ⇒ av = 0.233m
Limite como ménsula corta → d = 233mm / 1 ⇒ d = 233mm ⇒ d ≥ 0.233m
d Adoptado → d = 0.35m
φ Adoptado → φ = 12mm
h = d + (φ / 2) + Cc ⇒ h = 350mm + (12mm / 2) + 45mm ⇒ h = 401mm ⇒ h = 0.40m
•
av / d ≤ 1 ⇒ 0.233 / 0.35 ≤ 1 ⇒ 0.67 ≤ 1 → Verifica.
•
Altura Exterior ≥ d / 2 ⇒ 0.20 ≥ 0.35 / 2 ⇒ 0.20m ≥ 0.175m → Verifica.
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3. Verificación al Corte por Fricción:
Según CIRSOC 201/2005: se debe cumplir que φVn ≥ Vu , con φ = 0.75 y Vu = 181KN
Vn = Vu / φ ⇒ Vn = 181KN / 0.75 ⇒ Vn = 241KN
0.20 × f ' c × bw × d 
0.20 × 35MPa × 0.30m × 0.35m
735KN 
Vn ≤ 
 ⇒ Vn ≤ 
 ⇒ Vn ≤ 
 ⇒ Verifica
5.5 × bw × d

5.5 × 0.30m × 0.35m

578KN 
4. Determinación de Armaduras:
Diseño al Corte por Fricción [Avf]: φ × Avf × fy × µ ≥ Vu
Coeficiente de fricción del Hª → Para hormigón colorado monolí6camente → µ = 1.4
2
Vu
0.181MN
 100cm 
⇒ Avf =
×
⇒ Avf = 4.10cm 2
Avf =
φ × fy × µ
0.75 × 420MPa × 1.4  1m 
Diseño a Tracción pura [An]: φ × An × fy ≥ Nuc
2
Nuc
0.040MN
 100cm 
An =
⇒ An =
×
⇒ An = 1.27cm 2

φ × fy
0.75 × 420MPa  1m 
Diseño a Flexion [Af]: φ × Mn ≥ Mu
Mu = Vu × av + Nuc × (h − d − hperfil ) ⇒ Mu = (181KN × 0.233m) + 40KN × (0.40 − 0.35 − 0.14)m ⇒
Mu = 49.77KNm
Mn = Mu / φ ⇒ Mn = 49.77KNm / 0.75 ⇒ Mn = 66.364KNm
kd =
d
⇒ kd =
Mn
b
0.35m
⇒ kd = 0.744
0.066364MNm
0.30m
ke = 24720cm 2 / MN 


De tabla flexión 6 para H-35 y ADN-420 adoptamos: kd = kc = 0.091

kz = 0.963



z = kz × d ⇒ z = 0.963 × 0.35m ⇒ z = 0.33705m
2
Mn
0.066364MN
 100cm 
Af =
⇒ Af =
×
⇒ Af = 4.69cm 2
fy × z
420MPa × 0.33705m  1m 
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•
Diseño de armadura principal [Asc]: el área de la armadura principal de tracción debe ser igual
o mayor al mayor valor obtenido de las siguientes expresiones:
4.68cm 2 + 1.27cm 2 
 Af + An 
5.95cm 2 




Asc ≥  2
⇒
Asc
≥
⇒
Asc
≥

2

⇒
2
2
4.00cm 2 
 3 Avf + An
 3 (4.10cm ) + 1.27cm 


Se Adopta Asc → 3φ 16 [6.03cm 2 ]
Verificación de cuantía mínima:
ρ min = 0.04 ×
ρ adoptada =
•
f 'c
35MPa
⇒ ρ min = 0.04 ×
⇒ ρ min = 0.00333cm 2
420MPa
fy
As
As
6.03cm 2
⇒ ρ adoptada =
⇒ ρ adoptada =
⇒ ρ adoptada = 0.00574cm 2 ≥ ρ min → Verifica
Ac
bw × d
30cm × 35cm
Diseño de armadura secundaria [Ah]: en forma paralela a Asc, se deben colcar estribos cerrados
con un área total de Ah ≥ 0.50 × (Asc − An) y distribuirlas en frma uniforme dentro de los 2/3 de
d (altura efectiva), adyacente a Asc.
Ah ≥ 0.50 × (Asc − An) ⇒ Ah = 0.50 × (5.95 − 1.27)cm 2 ⇒ Ah = 2.34cm 2
Se adopta estribos cerrados de 2 ramas por lo que Ah = 2.34cm 2 / 2 ⇒ Ah = 1.17cm 2
Se Adopta → 5φ 6 [141cm 2 ]
•
Cantidad total de armadura:
Asc + Ah Que debe cruzar la proyección vertical de la cara del apoyo debe ser la que resulte
mayor entre:
a) La suma de Avf determinada por corte por fricción, y de An , determinada para resistir
esfuerzo de tracción:
Avf + Ah = (4.10 + 1.27)cm 2 = 5.37cm 2
Disponer como armadura de tracción el valor de Asc = (2 / 3) × Avf + An y el valor
restante Avf / 3 se debe disponer como estribos cerrados paralelos a Asc distribuidos
entre una distancia (2 / 3) × d adyacente a Asc .
b) La suma de 1,5 veces el valor de Af , armadura de flexión y el valor de An , armadura
para resistir esfuerzo de tracción.
1.5 × Af + An ⇒ 1.5 × 4.69cm 2 + 1.27cm 2 = 8.31cm 2
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Disponer como armadura principal de tracción el valor de Asc = Avf + An y el valor
restante Avf / 2 se debe disponer como estribos cerrados paralelos a Asc distribuidos
entre una distancia (2 / 3) × d adyacente a Asc .
Nos encontramos en el caso ‘’b’’
DETALLE DE ARMADO: