C-G — Procedimiento alterno de diseño a la flexión por el método de esfuerzos admisibles
Nomenclatura, alcance, definiciones, esfuerzos admisibles bajo cargas de servicio en el concreto y el refuerzo, y suposiciones y ecuaciones (C-G-1 a C-G-6) para la investigación de esfuerzos en flexión.
C-G.0 — Nomenclatura
| Símbolo | Significado |
|---|---|
| As | = área del refuerzo, no preesforzado, que trabaja a tracción, expresada en mm². |
| A′s | = área del refuerzo a compresión, expresada en mm². |
| b | = ancho de la cara a compresión del elemento, en mm. |
| d | = distancia de la fibra extrema en compresión al centroide del acero de refuerzo en tracción, en mm. |
| d′ | = distancia de la fibra extrema en compresión al centroide del acero de refuerzo en compresión, en mm. |
| Ec | = módulo de elasticidad del concreto, expresado en MPa (véase C.8.5.4). |
| Es | = módulo de elasticidad del refuerzo, expresado en MPa (véase C.8.5.5). |
| fc | = esfuerzo de compresión en la fibra extrema en compresión del concreto, expresado en MPa. |
| f′c | = resistencia nominal del concreto a la compresión, expresada en MPa. |
| fs | = esfuerzo de tracción en el acero de refuerzo, expresado en MPa. |
| f′s | = esfuerzo de compresión en el acero de refuerzo en compresión, expresado en MPa |
| fy | = resistencia nominal a la fluencia en el acero de refuerzo, expresada en MPa. |
| n | = relación modular de elasticidad. = Es / Ec |
| φ | = coeficiente de reducción de resistencia (véase C.9.3). |
| ρ | = cuantía del refuerzo no preesforzado en tracción (= As / bd). |
| ρ′ | = cuantía del refuerzo a compresión, (= A′s / bd). |
C-G.1 — Alcance
C-G.1.1
Los elementos de concreto no preesforzado se pueden diseñar a la flexión utilizando cargas de servicio (sin factores de carga) y esfuerzos admisibles bajo cargas de servicio de acuerdo con las disposiciones del presente apéndice.
C-G.1.2
Para el diseño de los elementos que no se incluyen en el apéndice C-G, deben aplicarse las disposiciones apropiadas del Título C del Reglamento.
C-G.1.3
Todas las disposiciones aplicables del Reglamento para concreto no preesforzado, excepto C.8.5.12, deben aplicarse a los elementos diseñados por el presente método alterno de diseño.
C-G.1.4
Los elementos sometidos a flexión deben cumplir con los requisitos para control de deflexiones de C.9.5 y los requisitos C.10.4 a C.10.7 de este Reglamento.
C-G.2 — Definiciones
C-G.2.1
Los factores de carga y los coeficientes de reducción de resistencia, φ, deben tomarse como la unidad para elementos diseñados por el presente método alterno de diseño. (Véase B.2.3)
C-G.2.2
Los elementos pueden dimensionarse para el 75% de la capacidad requerida en otras partes del apéndice C-G, cuando se consideran fuerzas de viento o sísmicas combinadas con otras cargas, siempre y cuando la sección que resulte no sea menor que la requerida para la combinación de carga viva y muerta. (véase B.2.3)
C-G.2.3
Cuando la carga muerta reduce los efectos de otras cargas, los elementos deben diseñarse para el 85% de la carga muerta en combinación con las demás cargas. (Véase B.2.3)
C-G.3 — Esfuerzos admisibles bajo cargas de servicio
C-G.3.1
El esfuerzo en el concreto, fc, en la fibra extrema en compresión, no debe exceder de 0.45f′c, expresado en MPa.
C-G.3.2
El esfuerzo de tracción en el refuerzo fs no debe exceder de:
Acero de refuerzo con fy ≤ 240 MPa … 120 MPa
Acero de refuerzo con fy ≥ 420 MPa y malla de alambre electrosoldada (liso o corrugado) … 170 MPa
Para acero de refuerzo colocado para flexión de diámetro Nº 3 (3/8”) ó 10M (10 mm) o menor, en losas en una dirección de luz inferior a 3.50 metros, no debe exceder … 0.50fy o 210 MPa
C-G.4 — Flexión
Para la investigación de esfuerzos ante cargas de servicio, debe utilizarse la teoría de la elástica (para flexión) con las siguientes suposiciones:
C-G.4.1
Las deformaciones varían linealmente con la distancia medida desde el eje neutro, excepto para elementos de gran altura sometidos a flexión con relaciones de altura total a la luz libre mayores de 2/5 para luces continuas y 4/5 para luces simples, en las cuales debe considerarse una distribución no lineal de deformación unitaria. (véase C.10.7).
C-G.4.2
La relación esfuerzo-deformación del concreto, es una línea recta bajo cargas de servicio dentro del rango de esfuerzos admisibles.
C-G.4.3
En elementos de concreto reforzado, el concreto no resiste tracción.
C-G.4.4
La relación modular n = Es / Ec se puede tomar como el número entero más cercano (pero no menor de 6). Excepto en el cálculo de las deflexiones, el valor de n para concreto ligero debe considerarse igual que para concreto de peso normal de la misma resistencia.
C-G.4.5
En elementos doblemente reforzados sometidos a flexión, debe utilizarse una relación modular efectiva de 2Es / Ec para transformar el refuerzo de compresión en el cálculo de esfuerzos. El esfuerzo de compresión en dicho refuerzo no debe exceder del esfuerzo de tracción permisible.
C-G.4.6
Los requisitos anteriores pueden considerarse satisfechos cuando los esfuerzos en los materiales se determinan por medio de las siguientes ecuaciones:
Esfuerzos en el acero de refuerzo en tracción:
| fs = M / (As j d) ≤ (fs)admisible | (C-G-1) |
Esfuerzos en el acero de refuerzo en compresión:
| f′s = 2fs [(k − d′/d) / (1 − k)] ≤ (fs)admisible | (C-G-2) |
Esfuerzos en compresión el concreto:
| fc = 2M / (b d² j k) ≤ (fc)admisible | (C-G-3) |
donde:
| j = 1 − k / 3 | (C-G-4) |
y para secciones solo con refuerzo en tracción:
| k = √((nρ)² + 2nρ) − nρ | (C-G-5) |
o para secciones con refuerzo a compresión:
| k = √(n² (ρ + ρ′)² + 2n (ρ + ρ′ d′/d)) − n (ρ + ρ′) | (C-G-6) |