Diseo estructural de pilotes

Diseo estructural de pilotes(Drilled Shafts FHW IF 99-025)((n = resistencia estructural nominal de carga axial facturada

Factor de reduccin de la capacidad Para columna con estribo espiralado

Para columna con estribos horizontales (ACI)

Factor de reduccin para tomar en cuenta pequea excentricidades para la carga axial

Para columna espiralado

Para columna con estribos

Resiste a la comprensin del concreto

rea de la seccin (gruesa) de concreto de la columna

rea de la seccin del acero longitudinal

Resistencia de ciencia del refuerzo longitudinal.

AASHTO tiene una ligeras diferencias para la valoracin de (

Cortante (vertical)

Donde

Vn = resistencia al cortante nominal (calculada, no facturada) de la seccin

( = factor de reduccin para el cortante = 0.85

Vc =esfuerzo cortante limite del concreto, evaluada de las siguientes ecuaciones

rea de la seccin transversal de la columna que efectivamente resiste el cortante

Radio del aro (circulo) formado por los centroides de las barras de refuerzo longitudinal

Espesor de cobertura del concreto

Dimetro de la barra de esfuerzo

Ejemplo

Dimetro de pilote perforado (drilled Shaft) B = 762 mm

Espesor de recubrimiento de concreto de las barras de acero, dc

dc = 75 mm (3 pulgadas)

El refuerzo transversal es de espiral

Paso 1 determinar la carga

Carga axial Px

Carga muerta nominal = Pxdn = 4,895 KN (1, 100,000 lbs)

Carga viva nominal = Pxln = 890KN (200,000 lbs)

( = 1 (estructura ordinaria)

Usar los factores de carga de AASHTO para carga muerta y carga viva

Fuerza cortante Carga muerta nominal

Carga viva nominal

Momento flector M

Momento debido a carga muerta nominal = Mdn = 508.5 KN-m (4, 500,000lbs-pulg) Momento debido a carga viva nominal = Mln = 113KN-m (1, 000,000 lbs- pulgs)

Calcule la resistencia axial facturada ((n

rea de la seccin Asuma que porcentaje de acero (s = 0.02

Para estribo espiralado ( = 0.85, ( = 0.75

Que es mayor que la carga nominal factora

Es decir 9,077KH >7676 KN

Paso 3 verifique capacidad al cortante de la seccin de concreto

desde que Px > 0 Paso 4 determine el valor de excentricidad aparente

5 calcule

Asuma un valor de (cov

Asumir que Asuma inicialmente barra de refuerzo longitudinal de 25 mm de dimetro (# 8), la cobertura protectora del acero sea 75 mm, esto es dc = 75 mm. La distancia del centro de la barra de refuerzo a la parte exterior del pilote sea:

Determine el porcentaje de acero P (segn ACI) para la gran mayora de los grandes dimetros de pilotes previamente taladrados (drilled-Shafts) el valor de (cov cal dentro del rango de 0.75 a 0.90 a menos que se especifique una cobertura de mayor de 75 mm. La ACI tiene tabla de (cov para 0.75 y 0.90 cuyos valores se reportan en este ejemplo en forma parcial

Para (cov = 0.75 e/h

(

0.12.400.014

0.12.600.021

0.12.440.015 (*)

0.22.400.042

0.22.600.051

0.22.440.044(*)

0.142.440.024(*)

(*) Valores interpolados

Igual procedimiento de interpolacin se efecta con los valores del cuadro de (ecor

e/h

(

0.12.400.013

0.12.600.020

0.12.440.014 (*)

0.22.400.036

0.22.600.043

0.22.440.037 (*)

0.1432.440.024 (*)

(*) Valores interpordados

Pero el valor (cov de este ejemplo es de 0.77 es decir entre los valores de (cov de 0.70 y (cov de 0.90 por tanto deber hacerse otra interpolacin

Paso 7 verificar que porcentaje de refuerzo esta entre 1% y 4%

Paso 8 seleccione el arreglo del refuerzo longitudinal las barras de 25 mm de diametro tiene un rea As = 500 mm por barra

El rea requerida de acero = (Ag

El numero de barras

El circulo P1 P2 P3 P4 P1 tiene un dimetro

El circulo P1 P2 P3 P4 tiene un largo LC

Espaciado entre las 25 barras

Espaciado

El claro libre entre barras para que pase el agregado es

El espacio libre entre barras debe ser cerca de 5 veces el tamao mximo del agregado del concreto

(Agregado de 3/8)

Para tener un mayor espacio libre debe aumentarse el tamao de las barras digamos db = 35 mm

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Deformacin unitaria ultima de comprensin en el concreto

Deformacin unitaria de concreto en compresin

Deformacin unitaria del acero en tensin

Deformacin unitaria de cadencia del acero

Deformacin unitaria del acero cuando la deformacin unitaria del concreto alcanza a (cu

Figura 13.23. Diagrama de interaccin para columnas de concreto reforzado

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