Elaboración de una guía para el análisis y diseño sismo resistente de elementos sometidos a flexión y cortante bajo los requisitos de la NSR-10

El tema de esta propuesta se ha desarrollado con la finalidad de servir como material didáctico a todos aquellos estudiantes de ingeniería civil que inician sus conocimientos en el diseño de elementos estructurales sometidos a flexión y cortante en concreto reforzado; o quienes quieran afianzar sus...

Full description

Autores:
Trujillo Caycedo, Lainner Johan
Cotacio Vásquez, Gustavo Adolfo
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/5657
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/5657
Palabra clave:
Análisis y diseño sismo resistente - NSR-10
Guía
Flexión
Cortante-NSR-10
Sismo resistencia
Guide
Bending
Shear-NSR-10
Earthquake resistance
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openAccess
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description El tema de esta propuesta se ha desarrollado con la finalidad de servir como material didáctico a todos aquellos estudiantes de ingeniería civil que inician sus conocimientos en el diseño de elementos estructurales sometidos a flexión y cortante en concreto reforzado; o quienes quieran afianzar sus conocimientos ya adquiridos durante el proceso de formación. Se tomaron elementos de distinta distribución en planta, es decir, se tomaron unos elementos laterales, otros centrales y otros medianeros, con el fin de identificar las variabilidades en cuanto a la distribución de momentos y cortantes de acuerdo a estas distribuciones en planta, teniendo en cuenta los lineamientos establecidos por la norma NSR-10, se busca que la guía sirva para orientar procedimientos de revisión y diseño de elementos estructurales sometidos flexión y cortante, teniendo en cuenta las diferentes solicitaciones debido a las fuerzas internas o externas ocasionadas por las cargas vivas, cargas muertas, fuerzas sísmicas y por consiguiente momentos; en vigas simples, vigas T, entre otras áreas transversales. En la guía se incluyó la explicación del proceso de diseño, análisis, pre-dimensionamiento y dimensionamiento de los elementos estructurales teniendo en cuenta los criterios y requisitos mínimos que se establecen en la norma sismo resistentes NSR-10 para garantizar su completo funcionamiento ante las diferentes solicitaciones causadas por las condiciones de servicio y las fuerzas horizontales naturales a las cuales estará sometida la estructura. Con el producto final se garantiza que cualquier persona que haya realizado el curso de mecánica de materiales o tenga conocimiento de ello, pueda comprender la guía y sus respectivas hojas electrónicas con gran facilidad y pueda resolver los problemas de revisión y diseño en el menor tiempo posible.
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spelling Guerrero Chávez, Néstor Luisdbaf251d-cb09-4914-9dba-39dd82fa9f07-1Trujillo Caycedo, Lainner Johan50181379-7d65-476c-9705-cf8f4ca043ff-1Cotacio Vásquez, Gustavo Adolfoe95bd83e-3697-406f-8291-ca79ceb7fddd-12025-09-10T16:50:54Z2025-09-10T16:50:54Z2021El tema de esta propuesta se ha desarrollado con la finalidad de servir como material didáctico a todos aquellos estudiantes de ingeniería civil que inician sus conocimientos en el diseño de elementos estructurales sometidos a flexión y cortante en concreto reforzado; o quienes quieran afianzar sus conocimientos ya adquiridos durante el proceso de formación. Se tomaron elementos de distinta distribución en planta, es decir, se tomaron unos elementos laterales, otros centrales y otros medianeros, con el fin de identificar las variabilidades en cuanto a la distribución de momentos y cortantes de acuerdo a estas distribuciones en planta, teniendo en cuenta los lineamientos establecidos por la norma NSR-10, se busca que la guía sirva para orientar procedimientos de revisión y diseño de elementos estructurales sometidos flexión y cortante, teniendo en cuenta las diferentes solicitaciones debido a las fuerzas internas o externas ocasionadas por las cargas vivas, cargas muertas, fuerzas sísmicas y por consiguiente momentos; en vigas simples, vigas T, entre otras áreas transversales. En la guía se incluyó la explicación del proceso de diseño, análisis, pre-dimensionamiento y dimensionamiento de los elementos estructurales teniendo en cuenta los criterios y requisitos mínimos que se establecen en la norma sismo resistentes NSR-10 para garantizar su completo funcionamiento ante las diferentes solicitaciones causadas por las condiciones de servicio y las fuerzas horizontales naturales a las cuales estará sometida la estructura. Con el producto final se garantiza que cualquier persona que haya realizado el curso de mecánica de materiales o tenga conocimiento de ello, pueda comprender la guía y sus respectivas hojas electrónicas con gran facilidad y pueda resolver los problemas de revisión y diseño en el menor tiempo posible.The subject of this proposal has been developed with the purpose of serving as didactic material to all those civil engineering students who are beginning their knowledge in the design of structural elements subjected to bending and shear in reinforced concrete; or who want to consolidate their knowledge already acquired during the training process. Elements of different plant distribution will be taken, that is, some lateral elements, other central and other dividing elements were taken, in order to identify the variabilities in terms of the distribution of moments and shear according to these plant distributions, taking into account Taking into account the guidelines established by the NSR-10 standard, it is intended that the guide serves to guide review and design procedures of structural elements subjected to bending and shear, taking into account the different stresses due to internal and external forces caused by live loads. , dead loads, seismic forces and moments, in simple beams, T-beams among other transversal areas. The guide included an explanation of the design process, analysis, pre-dimensioning and dimensioning of the structural elements, taking into account the criteria and minimum requirements that were met in the NSR-10 earthquake resistant standard to guarantee its full operation in the face of different stresses caused by the service conditions and the natural horizontal forces to which the structure will be subjected. With the final product it is guaranteed that anyone who has taken the materials mechanics course or has knowledge of it, can understand the guide and its respective electronic sheets with great ease and can solve revision and design problems in the shortest possible time.PregradoIngeniero CivilIntroducción.....1 CAPÍTULO 1: ASPECTOS GENERALES.....3 1.1 Planteamiento del Problema.....3 1.2 Justificación.....4 1.3 Objetivo General.....5 1.4 Objetivos Específicos.....5 CAPÍTULO 2: Marco Teórico.....6 2.1 Vigas Estructurales.....6 2.2 Losas Estructurales.....6 2.3 Concreto Estructural.....7 2.4 Concreto Reforzado.....7 2.5 Longitud de Desarrollo.....8 2.6 Comportamiento a Flexión.....8 2.7 Diseño Sismo Resistente en Vigas.....8 CAPÍTULO 3: Metodología.....10 CAPÍTULO 4: Requisitos Normativos del NSR-10.....11 Introducción.....11 TÍTULO C. CAPÍTULO 1: Generalidades.....12 1.1 Niveles de sismicidad.....12 1.2 Planos y especificaciones.....13 1.3 Notaciones y definiciones.....14 1.4 Materiales.....16 1.5 Calidad del concreto, mezclado y colocado.....17 1.6 Cimbras y encofrados.....18 1.7 Juntas de construcción.....18 TÍTULO C. CAPÍTULO 2: Detalles del refuerzo para elementos sometidos a flexión y cortante.....19 Introducción.....19 2.1 Ganchos estándar.....19 2.2 Diámetros de doblado.....21 2.3 Condiciones de la superficie del refuerzo.....28 2.4 Colocación del refuerzo.....28 2.5 Protección del concreto para el refuerzo.....30 TÍTULO C. CAPÍTULO 3: Análisis y diseño: cargas y consideraciones especiales.....32 Introducción.....32 3.1 Redistribución de momentos en elementos continuos sometidos a flexión.....32 3.2 Rigidez.....32 3.3 Resistencia requerida.....33 3.4 Resistencia de diseño.....33 TÍTULO C. CAPÍTULO 4: Flexión y cargas axiales.....35 4.1 Refuerzo mínimo de elementos a flexión.....35 4.2 Refuerzo máximo en elementos a flexión.....36 TÍTULO C. CAPÍTULO 5: Cortante.....37 5.1 Resistencia al cortante.....37 5.2 Resistencia al cortante proporcionada por el concreto en elementos no preesforzados.....37 5.3 Resistencia al cortante proporcionada por el refuerzo transversal.....37 5.4 Refuerzo mínimo a cortante.....37 5.5 Excepción del refuerzo mínimo a cortante en losas nervadas.....38 TÍTULO C. CAPÍTULO 6: Longitud de desarrollo, anclajes y empalmes.....39 6.1 Desarrollo de barras corrugadas a tracción.....39 6.2 Otros casos: longitud de desarrollo a tracción.....42 6.3 Caso general para el cálculo de longitudes de desarrollo.....44 6.4 Desarrollo de barras corrugadas a compresión.....47 6.5 Desarrollo de ganchos estándar en tracción.....48 6.6 Desarrollo de las barras corrugadas con cabeza ancladas mecánicamente en tracción.....50 6.7 Desarrollo del refuerzo a flexión.....52 6.8 Ejemplo para uso de tablas.....53 6.9 Ejemplo aplicado a un caso de estudio real.....54 6.10 Empalmes del refuerzo.....58 TÍTULO C. CAPÍTULO 7: Diseño de losas unidireccionales NSR-10.....65 7.1 Cargas y avalúo de cargas.....65 7.2 Sistemas de vigas T.....67 7.3 Viguetas en losas nervadas.....70 7.4 Límites del espaciamiento del refuerzo.....73 7.5 Resistencia de diseño para el refuerzo.....75 7.6 Control de deflexiones.....75 7.7 Refuerzo por retracción y temperatura.....78 7.8 Ejemplo de diseño de losa aligerada en una dirección.....79 7.9 Flujograma de requerimientos NSR-10 losas nervadas en una dirección.....80 7.10 Ejemplo de revisión de losa maciza en una dirección.....99 7.11 Ejemplo de diseño de losa maciza en una dirección.....102 TÍTULO C. CAPÍTULO 8: Vigas NSR-10.....105 8.1 Cuantía máxima y mínima en vigas.....105 8.2 Protección de concreto para el refuerzo en vigas.....105 8.3 Espaciamiento en vigas.....105 8.4 Espaciamiento mínimo entre capas de acero.....106 8.5 Espaciamiento máximo entre capas de acero.....106 8.6 Predimensionamiento en vigas.....106 8.7 Ancho mínimo en vigas DMO.....106 8.8 Ancho mínimo en vigas DES.....107 8.9 Refuerzo mínimo a flexión en vigas DMO y DES.....108 8.10 Refuerzo a cortante en vigas DES.....108 8.11 Refuerzo a cortante en vigas DMO.....109 8.12 Consideraciones especiales en geometría para vigas T aisladas.....110 8.13 Ruta de diseño a flexión en vigas rectangulares.....111 8.14 Ruta de diseño a cortante en vigas rectangulares.....111 8.15 Diseño de viga rectangular simplemente apoyada.....112 8.16 Ejemplo de revisión de viga rectangular.....124 8.17 Diseño de viga T en sistema de losa.....125 8.18 Ejemplos de diseño viga DES.....135 8.20 Ejemplo de aplicación para viga DMO bajo lineamientos de la NSR-10.....151 5. Conclusiones.....166 Recomendaciones.....166 Referencias bibliográficas.....167 6. Anexos.....168190 páginasapplication/pdfTrujillo Caycedo, L.J. & Cotacio Vásquez, G.A. (2021). Elaboración de una guía para el análisis y diseño sismo resistente de elementos sometidos a flexión y cortante bajo los requisitos de la NSR-10. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5657https://hdl.handle.net/20.500.12313/5657spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería CivilGarcía, L;(1998). Dinámica estructural aplicada al diseño sísmico. Bogotá; Colombia.Garza, L., (2002). Diseño de estructuras de cimentación de acuerdo a NRS-10. Medellín, Colombia: Universidad Nacional De Colombia.Grases, J., López, O., Hernández, J., (1984). Edificaciones sismo resistentes manual de aplicaciones de las normas. Caracas, Venezuela: FONDUR.Manual básico de análisis y diseño estructural con ETABS. 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Reinforced Concrete, Mechanics & Design.info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Análisis y diseño sismo resistente - NSR-10GuíaFlexiónCortante-NSR-10Sismo resistenciaGuideBendingShear-NSR-10Earthquake resistanceElaboración de una guía para el análisis y diseño sismo resistente de elementos sometidos a flexión y cortante bajo los requisitos de la NSR-10Trabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionPublicationTEXTTrabajo de grado.pdf.txtTrabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain101639https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/96027e39-f554-43f9-9425-28a8392666b3/download8d34e5cfa704774c660e71cf934cdca8MD54Formato de autorización.pdf.txtFormato de autorización.pdf.txtExtracted texttext/plain3880https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/acfdbb13-e4af-4224-87f0-60ed7c732159/downloadce346b24193c24a15960979ac56460f4MD56THUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg11006https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/7c492d6f-b30c-4be6-bade-179ec3531e4f/downloadfad113ab11f2acc998d8e52521f9cf95MD55Formato de autorización.pdf.jpgFormato de autorización.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg22309https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/ff372545-6d55-4839-a75e-f6fd606cc8ff/download3f6ff5c42ccc17635816566a66d1f2acMD57ORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfapplication/pdf5662593https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/e9d7b74c-22f5-4020-a090-a4e040daf976/download5a96bb4f296cac797ff858ebbf47ab9dMD52Formato de autorización.pdfFormato de autorización.pdfapplication/pdf291963https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/5b65f0d5-d2f0-4f78-96ad-caee41f370d2/downloadc14246bcb8a15254d445307aaf9ca242MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8134https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/a6b5ebbd-887c-4446-9bb8-b9ab270c1e48/download2fa3e590786b9c0f3ceba1b9656b7ac3MD5320.500.12313/5657oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/56572025-09-11 03:01:14.309https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/https://repositorio.unibague.edu.coRepositorio Institucional Universidad de Ibaguébdigital@metabiblioteca.comQ3JlYXRpdmUgQ29tbW9ucyBBdHRyaWJ1dGlvbi1Ob25Db21tZXJjaWFsLU5vRGVyaXZhdGl2ZXMgNC4wIEludGVybmF0aW9uYWwgTGljZW5zZQ0KaHR0cHM6Ly9jcmVhdGl2ZWNvbW1vbnMub3JnL2xpY2Vuc2VzL2J5LW5jLW5kLzQuMC8=