miércoles, 31 de octubre de 2012

Criterios limitantes VI

3) Determinar el número de barras requeridas:


donde:
N min = cantidad mínima requerida para barras
N máx = cantidad máxima requerida para barras
P min = porcentaje mínimo de armadura requerido
P máx = porcentaje máximo de armadura requerido
Ws = ancho total de la sección del pavimento (pulg)
D = espesor de la losa de hormigón
Φ = diámetro de barras de acero (pulg)
4) Se adopta N diseño tal que N min ≤ N diseño ≤ N máx x N diseño   (debe ser un entero)
En general se recomienda un mínimo de 0.6% de armadura longitudinal, aunque en zonas muy frías puede adoptarse un mínimo de 0.7%.
Como advertencia se debe tener en cuenta que el porcentaje de armadura determinado corresponde a un espesor de losa proyectado, pero si en obra el espesor de la losa resulta mayor del previsto, el porcentaje de armaduras a colocar es menor. Este incremento puede surgir de dos causas: o bien por mal control de obra se construye la losa de más espesor, o bien el hormigón se cuela en los vacíos de la subbase en una cantidad importante incrementando el espesor de la losa.
Parámetros
Prueba 2
Prueba 3
Prueba 3
Prueba 5
Prueba 6
Diámetro barra





Z





ft





sw





DTD





as/ac





CW





Criterio de tensión en acero
s smáx





Acero requerido por espaciamiento de fisuras





Acero mínimo por ancho fisuras





Acero mínimo por tensión acero





Armadura mínima Pmín





Armadura máxima Pmáx






sábado, 27 de octubre de 2012

Criterios limitantes - II


El procedimiento a seguir es el siguiente:

1) Se emplean los ábacos de las Figuras 9.5, 9.6 y 9.7 para satisfacer cada criterio límite. Los valores resultantes se colocan en la planilla de la tabla 9.7.

2) Si Pmáx es mayor o igual que Pmin se va al paso 3. Si Pmax es menor que Pmin entonces:

·                Revisar los datos de entrada y decidir qué cambiar.
·                Indicar los datos modificados en la tabla 9.8. Indicar el cambio de criterio limitante con cada cambio de variable realizado y marcarlo en la tabla 9.9. Verificar si los datos modificados afectan el diseño de subbase y espesor de losa. Si es necesario, recalcular éstos.
·                Usando los ábacos de las figuras 9.5, 9.6 y 9.7 determinar los porcentajes de acero y adjuntarlos en tabla 9.13.
·                Si Pmáx mayor o igual que Pmin se va al paso 3. Si ocurre lo contrario, se vuelve a 2 usando el espacio de la tabla 9.13 para pruebas adicionales.

P máx resulta superior a Pmin cuando:
·                La tensión admisible adoptada en el acero es muy baja.
·                El ancho de fisura admisible es muy bajo.
·                La variación de temperatura de diseño es muy alta.
·                El diámetro de las barras es muy pequeño.

viernes, 26 de octubre de 2012

Criterios limitantes - I

Hay tres criterios limitantes:
·                Espaciamiento de fisuras. Para minimizar el potencial de punzonados, los espaciamientos mínimos y máximos para diseño son 3.5 pies (1.1 m) y 8 pies (2.4 m).
·                Ancho de fisura. El máximo ancho admisible no debe exceder 0.04 pulg (1.02 mm). No obstante, el ancho de fisura debería ser reducido tanto como sea posible mediante la selección de un alto porcentaje de acero o barras de diámetro pequeño. Un valor de 0.023 pulg (0.58 mm) es conveniente como ancho máximo de fisura.
·                Tensión en el acero. Se debe tomar el 75% de la resistencia última del acero.
Los valores de estas tensiones están en la tabla 9.8, elaborada para acero Grado 60. 

fi’ del hormigón a los 28 días
Tamaño de armaduras
KPa
psi
Nº 4
Nº 5
Nº 6
2070
300
448 (65)
393 (57)
372 (54)
2760
400
462 (67)
414 (60)
379 (55)
3450
500
462 (62)
421 (61)
386 (56)
4140
600
462 (67)
434 (63)
400 (58)
4830
700
462 (67)
448 (65)
407 (59)
5520
800
462 (67)
462 (67)
414 (60)

miércoles, 24 de octubre de 2012

Armaduras longitudinales para pavimentos continuos - II


Los datos de entrada son:
·                Resistencia a la tracción directa del hormigón ft
·                Contracción del hormigón a los 28 días Z
·                Coeficiente térmico del hormigón ac
·                Diámetro de armaduras d
·                Coeficiente térmico del acero as
·                Diferencia de temperatura de diseño DTD
·                Tensión transmitida por la rueda al pavimento sw (psi). Obtenida a partir del ábaco de la Figura 9.4.

martes, 23 de octubre de 2012

Armaduras longitudinales para pavimentos continuos - I

Para realizar este cálculo se recomienda hacer una planilla como la de la tabla 9.6.
Datos de entrada



Variables de entrada
Valor
Variables de entrada
Valor
Barra, diámetro Φ

Relación as/ac

Contracción del hormigón Z
(pulg/pulg ó cm/cm)

Diferencia de temperatura
De diseño DT(°F ó °C)

Resistencia a la tracción del
Hormigón ft (psi o MPa)

Tensión transmitida por rueda sw (psi o MPa)


Espaciamiento
de fisuras (pies)
Ancho de fisura
Admisible W máx (pulg)
Tensión admisible en
Acero ss ksi
Valor de criterio
Limitante
Máx 8.0
Min 3.5


Porcentaje mínimo
requerido de acero


P mín
Porcentaje máximo
requerido de acero


P máx

lunes, 22 de octubre de 2012

Armadura longitudinal para pavimento con juntas

En un pavimento de hormigón armado con juntas, las armaduras se calculan con la teoría de la fuerza de roce. Los datos de entrada son:
·                Longitud de losa, L
·                Tensión de trabajo del acero, fs
·                Factor de fricción, F
En la Figura 9.3 se presenta un ábaco aunque la fórmula es muy sencilla. Este sirve tanto para el cálculo de armadura longitudinal como para armadura transversal en pavimentos de hormigón armado con juntas y también para el cálculo de la armadura transversal en pavimentos de hormigón armado continuos. Este criterio no tiene en cuenta el efecto de deflexiones repetidas debidas a tránsito pesado, un factor que debe ser considerado en el diseño de armaduras. Otros modelos indican cuantías superiores de armadura.

domingo, 21 de octubre de 2012

Diseño de armaduras

Se aplica para pavimentos reforzados con juntas, técnica que poco a poco está perdiendo vigencia. El objetivo de la armadura en una losa de pavimento es mantener las fisuras que pueden llegar a formarse bien unidas y de esta manera conseguir que el pavimento se comporte como una unidad estructural. Para las armaduras se pueden usar barras o mallas soldadas.

sábado, 20 de octubre de 2012

Consideraciones de pérdida de serviciabilidad por condiciones ambientales


La metodología es igual que para pavimentos flexibles, con la diferencia de que se elige un espesor de losa en lugar de un número estructural para comenzar los tanteos.

Normalmente, en el caso de pavimentos rígidos es preferible efectuar un cambio de material, controlando las expansiones mediante mejoramientos de subrasante y bases estabilizadas en lugar de realizar el procedimiento de pérdida de serviciabilidad.

viernes, 19 de octubre de 2012

Construcción por etapas

Un pavimento rígido normalmente se debe diseñar para soportar el período de análisis completo mediante un espesor adecuado de losa, este aspecto es muy importante al momento de tomar decisiones, puesto que, al incrementar 2 a 3 cm el espesor de losa prácticamente se puede duplicar la capacidad estructural del pavimento, por este motivo, desde el punto de vista del costo, es mucho mejor diseñar un pavimento rígido para períodos de vida de 25 a 30 años, siendo común que las carreteras de alto tráfico de países industrializados consideren períodos de vida de hasta 40 años, por este motivo no es recomendable diseñar un pavimento rígido en etapas

miércoles, 17 de octubre de 2012

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINACIÓN DEL ESPESOR DE LOSA - II

Figura 9.2.a. Ábaco de diseño para pavimentos rígidos

martes, 16 de octubre de 2012

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINACIÓN DEL ESPESOR DE LOSA - I


Este puede ser determinado mediante el empleo de la fórmula de diseño, procedimiento algo tedioso por lo complicado de la misma, por el uso de ábacos de diseño (Figura 9.3) o mediante programas de computación como DIPAV.

Para el uso del ábaco se debe contar con los siguientes datos:

·                Módulo efectivo de reacción de la subrasante
·                Tránsito estimado para el período de vida útil W18 (ESALs)
·                Confiabilidad R (%)
·                Desvío estándar de todas las variables So
·                 Pérdida de serviciabilidad DPSI = po ‑ pt
·                Módulo elástico del hormigón Ec (psi)
·                Módulo de rotura del hormigón Sc' (psi)
·                Coeficiente de transferencia de cargas J
·                Coeficiente de drenaje Cd

En la Figura 9.2 se presenta un ejemplo de cómo usar los ábacos.

lunes, 15 de octubre de 2012

Factor de fricción


Este factor es el mismo que para pavimentos con juntas.

domingo, 14 de octubre de 2012

Diferencia de temperatura de diseño

Es la diferencia entre la temperatura media de curado del hormigón y la temperatura mínima. Para la temperatura media de curado del hormigón se toma la temperatura media máxima durante el mes en que se piensa construir el pavimento. La temperatura mínima es la temperatura media mensual mínima de la zona donde está el pavimento.

                                                                                                                             (9.11)
DTD = diferencia de temperatura de diseño en °C ó °F
TH = temperatura máxima media en el mes de la construcción, en °C ó °F
TL = temperatura mínima media durante el mes más frío del año, en °C ó °F

sábado, 13 de octubre de 2012

Coeficiente de dilatación del acero


Se adopta un valor de 9.0x106 mm/mm/°C ó 5x10-6 pulg/pulg/°F

viernes, 12 de octubre de 2012

Diámetro de barras


Tienen influencia en las tensiones experimentadas por el pavimento de hormigón. Los nomogramas de diseño AASHT0 a usar consideran barras No.4 a No.7. El diámetro en pulgadas de estas barras es su número dividido entre 8.


Nº 4             Diámetro          4/8 = 0.5 pulg          = 12 mm
Nº 5             Diámetro          5/8 = 0.625 pulg       = 16 mm
Nº 6             Diámetro          6/8 = 0.75 pulg         = 20 mm
Nº 7             Diámetro          7/8 = 0.875 pulg       = 22 mm

jueves, 11 de octubre de 2012

Coeficiente de dilatación del hormigón


El coeficiente de dilatación térmica varía con la relación A/C, la edad del hormigón, el contenido de cemento, la humedad relativa y el tipo de agregado. Este último es el que ejerce mayor influencia. En la tabla 9.5 se dan valores del coeficiente de dilatación en función de la naturaleza del agregado grueso.

Tipo de agregado grueso
Coeficiente de dilatación
x10-6/°C   (x10-6/°F)
Cuarzo
11.9    (6.6)
Arenisca
11.7    (6.5)
Grava
10.8    (6.0)
Granito
9.5    (5.3)
Basalto
8.6    (4.8)
Caliza
6.8    (3.8)