Diseño estructural de una junta de pórtico de hormigón (ACI)
La junta de pórtico analizada formará parte de una estructura real de pórtico de hormigón armado. El pórtico tiene 14 ft de altura, el vano es de 26 ft y ambas columnas tendrán apoyos fijos.
1 Nuevo proyecto
Inicie un nuevo proyecto en IDEA StatiCa Detail.
En el Asistente de Región de Discontinuidad, establezca la resistencia del hormigón y el grado de armadura y defina el espesor del recubrimiento de hormigón. Seleccione la plantilla de juntas de pórtico.
En las plantillas de junta de pórtico, seleccione Junta de rodilla.
Al elegir una plantilla predefinida, el software generará automáticamente la geometría, la carga y la armadura.
2 Geometría
Comience con la modificación de la geometría. La junta de rodilla predefinida consta de una columna y una viga. Cambie la sección transversal de la columna haciendo clic en Editar parámetros.
Vamos a cambiar las dimensiones de la sección transversal.
A continuación, añada una nueva sección transversal para la viga:
De nuevo, cambie las dimensiones:
3 Cargas
En el navegador, proceda a la definición de las cargas. El software añadió automáticamente dos casos de carga y cinco combinaciones no lineales. Necesita dos casos de carga para distinguir entre cargas permanentes (muertas) y variables (vivas) y tres combinaciones para cubrir las verificaciones de ELU y ELS.
Modifiquemos el caso de carga LC1 para los efectos de carga permanente. En primer lugar, elimine la carga lineal de la columna.
A continuación, puede modificar la carga lineal sobre la viga:
Cambie al caso de carga LC2 mediante el cuadro combinado y repita los pasos con valores diferentes.
Ahora vaya a la pestaña Fuerzas internas y aplíquelas en la sección transversal, que se sitúa en la intersección de la columna y la viga. Puede obtener estas fuerzas internas modelando y calculando el pórtico completo con la carga lineal correspondiente (2,04 kip/ft para LC1 y 1,56 kip/ft para LC2) en cualquier software CAE/FEM en cuestión de minutos.
Al final, vuelva a las combinaciones y compruebe las reglas de combinación. Allí puede modificar los factores parciales o mantener la configuración predeterminada según la normativa elegida (ACI en nuestro caso).
4 Armadura
Una vez definida la carga, puede proceder al diseño de la armadura. Antes de diseñarla, puede intentar ejecutar la herramienta de Optimización Topológica para ver cómo debería ser la disposición de armadura más eficaz si desea utilizar el volumen efectivo seleccionado de la estructura.
Para un volumen efectivo del 20%, la estructura tiene este aspecto (las líneas rojas representan compresión y las líneas azules representan tracción). Puede cambiar entre volúmenes efectivos en la cinta de opciones.
Proceda a Introducir/editar la armadura. Aprovechará los elementos creados por la plantilla.
Modifique la separación de los estribos de los grupos ST1 y ST2:
Continúe y modifique el grupo GB1, las barras se alargarán hasta el borde izquierdo. Y también cambie la separación de las capas:
Al final, edite la longitud de la barra del grupo IB1.
5 Cálculo y verificación
Inicie el análisis haciendo clic en Calcular en la cinta de opciones. El modelo de análisis se genera automáticamente, se realizan los cálculos y puede ver el resumen de las verificaciones mostrado junto con los valores de los resultados de verificación.
En la pestaña Resumen, puede encontrar la tabla con las verificaciones determinantes. Echemos un vistazo:
En la primera fila de la tabla, puede ver que la verificación de ELU determinante es la resistencia de la armadura en la combinación C1.
También puede observar la columna Incremento. Los valores P100%, V100% indican que el cálculo finalizó correctamente y que toda la carga permanente y variable fue aplicada sobre la estructura.
Si hace clic en la fila con el resumen de ELS, aparece la siguiente tabla:
En cuanto a las verificaciones de ELS, la determinante es la de la columna en la combinación C3. Puede ver que la estructura también satisface esta verificación.
Observe las abreviaturas (LT) tras los nombres de las combinaciones. IDEA StatiCa Detail calcula con diferentes módulos de elasticidad para los efectos a corto plazo (ST) y a largo plazo (LT).
6 Informe
Por último, vamos a la Vista previa/Impresión del informe. IDEA StatiCa ofrece un informe totalmente personalizable para imprimir o guardar en formato editable.
Ha diseñado, optimizado y realizado la verificación normativa de una junta de pórtico según el Eurocódigo.