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2022-01-13

Modificación de la rigidez del hormigón en RFEM 6 según ACI 318-19 y CSA A23.3: 19

De acuerdo con la secc. 6.6.3.1.1 y el apartado 10.14.1.2 de ACI 318-19 y CSA A23.3-19, respectivamente, RFEM tiene en cuenta la reducción de la rigidez de la barra de hormigón y de la superficie para varios tipos de elementos. Los tipos de selección disponibles incluyen muros, placas planas y losas, vigas y pilares con fisuras y sin fisuración. Los factores multiplicadores disponibles dentro del programa se toman directamente de la Tabla 6.6.3.1.1 (a) y la Tabla 10.14.1.2.

Rigidez reducida según ACI 318 y CSA A23.3

Referencia a la sección 6.6.3.1.1 y 10.14.1.2, el área de la sección bruta Agy el momento de inercia I gestán permitidos para el análisis elástico con niveles de carga factorizados aplicados. Los niveles de carga factorizados se determinan utilizando la tabla 6.6.3.1.1(a) de ACI 318-19 [1] y la tabla ubicada en el apartado 10.14.1.2 en CSA A23.3:19 [2] , donde el tipo de elemento y su condición se tienen en cuenta. Los factores multiplicadores reducen el momento de inercia, mientras que el área de la sección bruta permanece constante. Estos factores se aplicaron de forma conservadora mediante varias normas de hormigón para tener en cuenta la pérdida de sección debida a la fisuración del hormigón.

Según la sección 6.6.3.1.1 de ACI 318-19, el momento de inercia y el área bruta de barras/superficies se deben calcular de acuerdo con las tablas 6.6.3.1.1(a) o 6.6.3.1.1(b) a menos que sea más se requiere un análisis riguroso. De manera similar, CSA A23.3:19 enumera una tabla que incluye los factores de multiplicación correspondientes aplicados a cada momento de inercia.

Las diferentes condiciones como "fisurado" y "no fisurado" solo afectan a los elementos de hormigón clasificados como "muro". Al calcular el momento y el cortante para un muro fisurado, se aplica un factor de 0,70 al momento de inercia bruto Ig. Si el muro está indicado para fisurarse, en base al módulo de ruptura, el momento de inercia se calcula como 0,35 Ig para un análisis posterior.

A diferencia de los muros, cuando se analizan otros elementos tales como pilares, vigas, placas planas y losas de forjado, los momentos de inercia no cambian según las suposiciones de fisuración o no fisuración. El valor reducido se basa en un único factor de reducción enumerado a continuación.

Pilares: Ig = 0.70Ig
Vigas: Ig = 0,35Ig
Placas planas y losas planas: Ig = 0,25Ig

Para todos los elementos de hormigón, incluidos los muros, se aplica un factor de 1,0 al área de sección bruta Ag. Por lo tanto, el área total de la sección de hormigón permanece sin cambios. Con respecto a ACI 318-14, los valores del momento de inercia tomados de MacGregor y Hage (1977) [3] se multiplican por un factor de reducción de rigidez de φ k = 0,875 a partir de R6.6.4.5.2. Por ejemplo, el momento de inercia se puede calcular como:

0,875(0,80Ig) = 0,70Ig

Adopción de RFEM 6

RFEM 6 permite al usuario modificar sin problemas la rigidez a flexión o axial de cualquier barra o superficie de hormigón a considerar para el análisis y diseño según ACI 318-19 o CSA A23.3:19. Las modificaciones de rigidez solo deben establecerse para situaciones de proyecto de resistencia (mayoradas) y no para situaciones de proyecto de capacidad de servicio (sin mayorar). Si bien los tipos de componentes se pueden establecer para cada elemento dentro de los casos de carga/combinaciones en la opción "Modificación estructural" dentro del programa, es mejor realizar estos cambios directamente en la Situación de proyecto de resistencia, que a su vez aplicará automáticamente esta configuración a la combinaciones de carga factorizadas posteriores.

Al crear/editar el "Asistente para combinaciones" en la pestaña "Situaciones de proyecto" en "Opciones", hay una casilla de verificación para "Considerar" "Modificaciones estructurales". Vea las Figuras 01 y 02.

Una vez que se marca esta casilla, se debe crear una nueva modificación estructural usando el botón "Crear nueva modificación estructural...". Ahí, hay una tabla para modificar la rigidez donde se pueden verificar las barras y/o superficies a modificar. Luego, una vez que se marque al menos uno de estos, aparecerá una nueva pestaña (o pestañas) en la parte superior.

En las pestañas, se puede especificar el "Tipo de modificación" como la tabla 6.6.3.1.1(a) de ACI 318-19 o la tabla 10.14.1.2 de CSA A23.3:19 para barras o superficies. Las figuras 03 y 04 muestran las diferentes normas y tipos de componentes que se pueden seleccionar en un menú desplegable.


Autor

Alex es responsable de la formación de los clientes, el soporte técnico y el desarrollo continuo de programas para el mercado norteamericano.

Referencias
  1. ACI 318-14, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary
  2. CSA A23.3-14, Design of Concrete Structures
  3. MacGregor, J. G.; Hage, S. E.: Stability Analysis and Design of Concrete Frames, Journal of the Structural Division 10, Seiten 1963 - 1970. 1977