Norma Técnica E.060 | Concreto Armado

Los términos en esta lista se utilizan en esta Norma.

A continuación se definen los términos de uso general en esta Norma.

Acero extremo en tracción | Refuerzo (preesforzado o no preesforzado) más alejado de la fibra extrema en compresión.

Aditivo | Material distinto del agua, de los agregados o del cemento hidráulico, utilizado como componente del concreto, y que se añade a éste antes o durante su mezclado a fin de modificar sus propiedades.

Aditivo acelerante | Sustancia que al ser añadida el concreto, mortero o lechada, acorta el tiempo de fraguado, incrementando la velocidad de desarrollo inicial de resistencia.

Aditivo incorporador de aire | Es el aditivo cuyo propósito es incorporar aire en forma de burbujas esferoidales uniformemente distribuidas en la mezcla, con la finalidad principal de hacerlo resistente a las heladas.

Aditivo retardador | Aditivo que prolonga el tiempo de fraguado.

Agregado | Material granular, de origen natural o artificial, como arena, grava, piedra triturada y escoria de hierro de alto horno, empleado con un medio cementante para formar concreto o mortero hidráulico.

Agregado denominado Hormigón | Material compuesto de grava y arena empleado en su forma natural de extracción.

Agregado Fino | Agregado proveniente de la desintegración natural o artificial, que pasa el tamiz 9,5 mm (3/8").

Agregado Grueso | Agregado retenido en el tamiz 4,75 mm (Nº 4), proveniente de la desintegración natural o mecánica de las rocas.

Agregado liviano | Agregado con una densidad cuando está seco y suelto de 1100 kg/m³ o menos.

Arena | Agregado fino, proveniente de la desintegración natural de las rocas.

Capitel | Ensanche de la parte superior de la columna.

Carga de servicio | La carga (sin amplificar) especificada en la Norma NTE. E.020 Cargas, del Reglamento Nacional de Edificaciones del cual esta Norma forma parte.

Carga amplificada o factorizada | La carga, multiplicada por los factores de carga apropiados, que se utiliza para diseñar los elementos utilizando el método de diseño por resistencia de esta Norma.

Cemento | Material pulverizado que por adición de una cantidad conveniente de agua forma una pasta aglomerante capaz de endurecer, tanto bajo el agua como en el aire. Quedan excluidas las cales hidráulicas, las cales aéreas y los yesos.

Cemento Portland | Producto obtenido por la pulverización del clinker portland con la adición eventual de sulfato de calcio. Se admite la adición de otros productos que no excedan del 1 % en peso del total siempre que la norma correspondiente establezca que su inclusión no afecta las propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionados deberán ser pulverizados conjuntamente con el clinker.

Cemento Portland Puzolánico | Es el cemento Portland que presenta un porcentaje adicionado de puzolana.

Columna | Elemento con una relación entre altura y menor dimensión lateral mayor que tres, usado principalmente para resistir carga axial de compresión.

Concreto | Mezcla de cemento Portland o cualquier otro cemento hidráulico, agregado fino, agregado grueso y agua, con o sin aditivos.

Concreto estructural | Todo concreto utilizado con propósitos estructurales incluyendo al concreto simple y al concreto reforzado.

Concreto armado o reforzado | Concreto estructural reforzado con no menos de la cantidad mínima de acero, preesforzado o no, especificada en los Capítulos 1 al 21.

Concreto simple | Concreto estructural sin armadura de refuerzo o con menos refuerzo que el mínimo especificado para concreto reforzado.

Concreto estructural liviano | Concreto con agregado liviano que cumple con lo especificado en 3.3, y tiene una densidad de equilibrio, determinada por “Test Method for Determining Density of Structural Lightweight Concrete” (ASTM C 567), que no excede 1850 kg/m³. En esta Norma, un concreto liviano sin arena natural se llama “concreto liviano en todos sus componentes” y un concreto liviano en el que todo el agregado fino sea arena de peso normal se llama “concreto liviano con arena de peso normal”.

Concreto de Peso Normal | Es un concreto que tiene un peso aproximado de 2300 kg/m³.

Concreto Ciclópeo | Es el concreto simple en cuya masa se incorporan piedras grandes.

Concreto de Cascote | Es el constituido por cemento, agregado fino, cascote de ladrillo y agua.

Concreto Premezclado | Es el concreto que se dosifica en planta, que puede ser mezclado en la misma o en camiones mezcladores y que es transportado a obra.

Concreto Preesforzado | Concreto estructural al que se le han introducido esfuerzos internos con el fin de reducir los esfuerzos potenciales de tracción en el concreto causados por las cargas.

Dispositivo de Anclaje | En postensado, el dispositivo usado para transferir la fuerza de postensado desde el acero de preesforzado al concreto.

Ducto de Postensado | Ducto (liso o corrugado) para colocar el acero de preesforzado que se requiere para aplicar el postensado.

Elementos compuestos de concreto sometidos a flexión | Elementos conformados por dos o más partes interconectadas de tal manera que responden a las cargas como una unidad. Estas partes pueden ser prefabricadas o construidas en obra, en etapas separadas.

Envoltura para tendones de preesfuerzo no adheridos (Sheating) | Material que encapsula el acero de preesforzado para impedir la adherencia del acero de preesforzado al concreto que lo rodea, para proporcionar protección contra la corrosión y para contener la envoltura inhibidora de la corrosión.

Estribo | Refuerzo colocado perpendicularmente o en ángulo con respecto al refuerzo longitudinal, empleado para resistir esfuerzos de cortante y de torsión en un elemento estructural. Los estribos también cumplen función de control del pandeo de las barras longitudinales y de confinamiento al concreto.

Fricción por curvatura | Fricción que resulta de los dobleces o la curvatura del trazado especificado de los tendones de preesforzado.

Fricción por desviación involuntaria | En concreto preesforzado, la fricción provocada por una desviación no intencional del ducto de preesforzado de su perfil especificado.

Fuerza de tensado del gato | En concreto preesforzado, la fuerza que temporalmente ejerce el dispositivo que se utiliza para tensar el acero de preesforzado.

Grava | Agregado grueso, proveniente de la desintegración natural de los materiales pétreos. Se encuentra comúnmente en canteras y lechos de ríos, depositado en forma natural.

Junta de contracción | Muesca moldeada, aserrada o labrada en una estructura de concreto para crear un plano de debilidad y regular la ubicación del agrietamiento resultante de las variaciones dimensionales de las diferentes partes de la estructura.

Junta de expansión | Separación entre partes adyacentes de una estructura de concreto, usualmente un plano vertical, en una ubicación definida en el diseño de tal modo que interfiera al mínimo con el comportamiento de la estructura, y al mismo tiempo permita movimientos relativos en tres direcciones y evite la formación de fisuras en otro lugar del concreto y a través de la cual se interrumpe parte o todo el refuerzo adherido.

Longitud embebida | Longitud del refuerzo embebido en el concreto que se extiende más allá de una sección crítica.

Longitud de desarrollo | Longitud embebida del refuerzo, incluyendo torones de preesforzado, en el concreto que se requiere para poder desarrollar la resistencia de diseño del refuerzo en una sección crítica.

Longitud de transferencia | Longitud embebida del torón de preesforzado en el concreto que se requiere para transferir el preesfuerzo efectivo al concreto.

Losa | Elemento estructural de espesor reducido respecto de sus otras dimensiones usado como techo o piso, generalmente horizontal y armado en una o dos direcciones según el tipo de apoyo existente en su contorno. Usado también como diafragma rígido para mantener la unidad de la estructura frente a cargas horizontales de sismo.

Materiales Cementantes | Materiales que se especifican en el Capítulo 3, que tienen propiedades cementantes por sí mismos al ser utilizados en el concreto, tales como el cemento Pórtland, los cementos hidráulicos adicionados y los cementos expansivos, o dichos materiales combinados con cenizas volantes, otras puzolanas crudas o calcinadas, microsílice, y escoria granulada de alto horno o ambos.

Módulo de elasticidad | Relación entre el esfuerzo normal y la deformación unitaria correspondiente, para esfuerzos de tracción o compresión menores que el límite de proporcionalidad del material.

Muro estructural | Elemento estructural, generalmente vertical empleado para encerrar o separar ambientes, resistir cargas axiales de gravedad y resistir cargas perpendiculares a su plano proveniente de empujes laterales de suelos o líquidos.

Muro de corte o Placa | Muro estructural diseñado para resistir combinaciones de fuerzas cortantes, momentos y fuerzas axiales inducidas por cargas laterales.

Mortero de Cemento | Es la mezcla constituida por cemento, agregados predominantemente finos y agua.

Pasta de Cemento | Es una mezcla de cemento y agua.

Pedestal | Elemento vertical en compresión que tiene una relación entre la altura sin apoyo y el promedio de la menor dimensión lateral no mayor a 3.

Peralte efectivo o Altura útil de la sección (d) | La distancia medida desde la fibra extrema en compresión hasta el centroide del refuerzo longitudinal sometido a tracción.

Piedra Triturada o Chancada | Agregado grueso, obtenido por trituración artificial de rocas o gravas.

Pórtico resistente a momentos | Pórtico en el cual los elementos y los nudos resisten las cargas a través de flexión, cortante y fuerza axial.

Postensado | Método de preesforzado en el cual el acero de preesforzado se tensa después que el concreto ha endurecido.

Preesforzado efectivo | Esfuerzo en el acero de preesforzado después que han ocurrido todas las pérdidas.

Pretensado | Método en el cual el acero de preesforzado se tensa antes de la colocación del concreto.

Puntales | Elementos de apoyo verticales o inclinados diseñados para soportar el peso del encofrado, del concreto y de las cargas de construcción sobre ellos.

Puntales de reapuntalamiento | Puntales colocados ajustadamente bajo una losa de concreto u otro elemento estructural después que el encofrado y los puntales originales han sido retirados de un área significativa, permitiendo así que la nueva losa o elemento estructural se deforme y soporte su propio peso y las cargas de construcción existentes antes de la instalación de los puntales de reapuntalamiento.

Refuerzo | Material que cumple con lo especificado en 3.5, excluyendo el acero de preesforzado, a menos que se incluya en forma explícita.

Refuerzo corrugado | Barras de refuerzo corrugado, mallas de barras, alambre corrugado o refuerzo electrosoldado de alambre, que cumplan con 3.5.3.

Refuerzo electrosoldado de alambre | Elementos de refuerzo compuestos por alambres lisos o corrugados, que cumplen con ASTM A 82 o A 496, respectivamente, fabricados en forma de mallas de acuerdo con ASTM A 185 o A 497M, respectivamente.

Refuerzo en espiral | Refuerzo continuo enrollado en forma de hélice cilíndrica.

Refuerzo liso | Refuerzo que no cumple con la definición de refuerzo corrugado. Véase 3.5.4.

Resistencia a la fluencia | Resistencia a la fluencia mínima especificada o punto de fluencia del refuerzo. La resistencia a la fluencia o el punto de fluencia deben determinarse en tracción, de acuerdo con las Normas Técnicas Peruanas (NTP) aplicables, con las modificaciones de 3.5 de esta Norma.

Resistencia a la tracción por hendimiento o compresión diametral (f_ct) (Splitting tensile strength) | Resistencia a la tracción del concreto determinada de acuerdo con ASTM C 496M, tal como se describe en “Standard Specification for Lightweight Aggregates for Structural Concrete” (ASTM C 330).

Resistencia de diseño | Resistencia nominal multiplicada por el factor de reducción de resistencia φ que corresponda.

Resistencia especificada a la compresión del concreto (f′_c) | Resistencia a la compresión del concreto empleada en el diseño y evaluada de acuerdo con las consideraciones del Capítulo 5, expresada en MPa. Cuando dicha cantidad esté bajo un signo radical, se quiere indicar sólo la raíz cuadrada del valor numérico, por lo que el resultado está en MPa.

Resistencia Nominal | Resistencia de un elemento o una sección transversal calculada con las disposiciones e hipótesis del método de diseño por resistencia de esta Norma, antes de aplicar el factor de reducción de resistencia.

Resistencia Requerida | Resistencia que un elemento o una sección transversal debe tener para resistir las cargas amplificadas o los momentos y fuerzas internas correspondientes combinadas según lo estipulado en esta Norma.

Tendón | En aplicaciones de preesforzado, el tendón es el acero preesforzado. En las aplicaciones de postensado, el tendón es el conjunto completo consistente en anclajes, acero preesforzado y ductos para aplicaciones no adheridas o ductos inyectados con mortero para aplicaciones adheridas.

Tendón de Preesfuerzo Adherido | Tendón en el que el acero de preesforzado está adherido al concreto ya sea directamente o con mortero de inyección.

Tendón de Preesfuerzo no Adherido | Tendón en el que se impide que el acero de preesforzado se adhiera al concreto y queda libre para moverse con respecto al concreto. La fuerza de preesforzado se trasmite en forma permanente al concreto solamente en los extremos del tendón a través de los anclajes.

Transferencia | Operación de transferir los esfuerzos del acero de preesforzado desde los gatos o del banco de tensado al elemento de concreto.

Viga | Elemento estructural que trabaja fundamentalmente a flexión y cortante.

Zona de Anclaje | En elementos postensados, la porción del elemento en la cual la distribución de esfuerzos normales se ve afectada por la concentración de esfuerzos producida por el anclaje. Su extensión es igual a la longitud de la mayor dimensión de la sección transversal del elemento. En anclajes localizados lejos del extremo de un elemento, la zona de anclaje incluye la zona perturbada delante y detrás del dispositivo de anclaje.

Zona de Tracción Precomprimida | Porción de un elemento preesforzado donde ocurriría tracción producida por flexión si la fuerza de preesfuerzo no estuviera presente, calculada usando las propiedades de la sección bruta, bajo carga muerta y viva no amplificadas.

Las Normas Técnicas Peruanas (NTP), las normas de la American Society for Testing and Materials - ASTM y las normas de la American Welding Society - AWS citadas se consideran parte de esta Norma.

Esta Norma no incluye disposiciones para las condiciones de exposición especialmente severas, tales como la exposición a ácidos o a altas temperaturas, ni cubre condiciones estéticas tales como el acabado de las superficies del concreto. Estas condiciones, que están fuera del alcance de esta Norma, deberán estar cubiertas de manera particular en las especificaciones del proyecto.

Los componentes del concreto y sus proporciones deben ser seleccionados de manera que se pueda cumplir con los requisitos mínimos establecidos en esta Norma y con los requisitos adicionales de los documentos del proyecto.

* Cuando se utilicen las Tablas 4.2 y 4.4 simultáneamente, se debe utilizar la menor relación máxima agua-material cementante aplicable y el mayor f′_c mínimo.

(*) Se permite interpolar para un número de ensayos intermedios.

(+) Desviación estándar de la muestra modificada, S_s, para usar en la determinación de la resistencia promedio requerida, f′_cr, de 5.3.2.1.

En la medida que se disponga de más datos durante la construcción, se permitirá reducir la cantidad por la cual la resistencia promedio requerida, f′_cr, debe exceder de f′_c siempre que:

El término gancho estándar se emplea en esta Norma con uno de los siguientes significados:

Fig. 7.1 Ganchos de barras longitudinales, estribos y grapas suplementarias

Fig. 7.2 Diámetros interiores mínimos de doblado de barras.

Excepto que la tolerancia para la distancia libre al fondo de los encofrados debe ser -6 mm y la tolerancia para el recubrimiento no debe exceder -1/3 del recubrimiento mínimo de concreto requerido en los planos de diseño y especificaciones.

Este refuerzo deberá disponerse de acuerdo a lo indicado en 9.7.

La integridad total de una estructura se puede mejorar significativamente introduciendo algunos detalles adicionales en el refuerzo. La intención de 7.13 es mejorar la redundancia y la ductilidad en las estructuras, de modo que, en el caso de daño en un elemento estructural o de una carga anormal, el daño resultante en la

estructura pueda limitarse a un área relativamente pequeña y como consecuencia, la estructura tenga una mayor posibilidad de mantener la estabilidad global.

El valor de ℓ_n es la luz libre del tramo. Para el cálculo de los momentos negativos en las caras de los apoyos interiores, ℓ_n se tomará como el promedio de las luces libres adyacentes.

Notas: Los valores dados en esta tabla se deben usar directamente en elementos de concreto de peso normal (alrededor de 2300 Kg/m3) y refuerzo con fy igual a 420 MPa. Para otras condiciones, los valores deben modificarse como sigue:

Fig. 9.6.2.5 Factor dependiente del tiempo para cargas sostenidas.

(9-16)

pero no menor que 125 mm.

(9-17)

pero no menor que 90 mm.

El término ℓ_n en (b) y (c) corresponde a la luz libre en la dirección larga medida cara a cara de las vigas. El término β en (b) y (c) corresponde a la relación de la luz libre en la dirección larga a la luz libre en la dirección corta del paño.

Si se calcula la deflexión, debe tenerse en cuenta la curvatura que resulta de la retracción diferencial de los componentes prefabricados y construidos en obra, y los efectos del flujo plástico a lo largo el eje del elemento de concreto preesforzado.

donde f_s es el esfuerzo en el acero, en MPa, el cual puede estimarse sobre la base del momento flector en condiciones de servicio M_s, mediante:

Fig. 9.9.3 Area efectiva de concreto en tracción.

donde C_c es la menor distancia medida desde la superficie del refuerzo, o acero de preesfuerzo, superficial a la cara lateral del elemento y f_s es el esfuerzo en el acero principal de flexión calculado con 9-19.

El refuerzo superficial se puede incluir en el cálculo de la resistencia a flexión de la sección únicamente si se hace un análisis de compatibilidad de deformaciones para determinar los esfuerzos de las barras o alambres individuales.

Fig. 9.9.6 Refuerzo superficial en vigas con peralte mayor a 900 mm.

Las disposiciones del Capítulo 10 se deben aplicar al diseño de elementos sometidos a esfuerzos originados por la flexión o la carga axial, o la combinación de estas.

Los límites exteriores de la sección transversal efectiva de un elemento en compresión, con dos o más espirales entrelazadas, deben tomarse a una distancia fuera de los límites extremos de los espirales, igual al recubrimiento mínimo del concreto establecido en 7.7.

Los límites exteriores de la sección transversal efectiva de un elemento en compresión con espirales o estribos, construido monolíticamente con un muro o pilar de concreto, no deben tomarse a más de 40 mm fuera de la espiral o estribos de dicho elemento.

Para un elemento en compresión que tenga una sección transversal mayor que la requerida por las consideraciones de resistencia, se permite emplear un área efectiva reducida A_g, no menor que la mitad del área total, con el fin de determinar el refuerzo mínimo y la resistencia.

Los momentos de inercia, I, deben dividirse por (1 + β_d) cuando actúen cargas laterales sostenidas o para las verificaciones de estabilidad hechas de acuerdo con 10.13.6.

(10-6)

es menor o igual a 0,06. En la ecuación 10-6:

(10-7)

(10-8)

donde:

(10-9)

(10-10)

EI debe tomarse como:

(10-11)

Alternativamente:

(10-12)

(10-13)

donde M₁/M₂ es positivo si la columna se flexiona en curvatura simple. Para elementos con cargas transversales entre sus apoyos, C_m debe tomarse como 1,0.

(10-14)

alrededor de cada eje separadamente, donde 15 y h están en mm. Para elementos en los que M_2,min supera a M₂, el valor de C_m en la ecuación (10-13) debe ser tomado como 1,0 o estar basado en la relación de los momentos calculados para los extremos, dividiendo M₁ por M₂.

Art. 10.13 Momentos Magnificados en Estructuras con Desplazamiento Lateral

10.13.1

Para elementos a compresión no arriostrados contra desplazamientos laterales, el factor de longitud efectiva k debe determinarse usando los valores de E_c e I dados en 10.11.1 y no debe ser menor que 1,0.

10.13.2

Para elementos en compresión no arriostrados contra desplazamientos laterales, pueden despreciarse los efectos de la esbeltez cuando kℓ_u/r es menor que 22.

10.13.3

Los momentos M₁ y M₂ en los extremos de un elemento individual a compresión deben tomarse como:

(10-15)

(10-16)

10.13.4

Cálculo de δ_sM_s

10.13.4.1

Los momentos magnificados por desplazamiento lateral, δ_sM_s, son los momentos en los extremos de la columna calculados a través de un análisis elástico de segundo orden basado en las rigideces del elemento dadas en 10.11.1.

10.13.4.2

Alternativamente, se permite calcular δ_sM_s como:

(10-17)

Si δ_s calculado de esta manera es mayor que 1,5 entonces δ_sM_s debe calcularse usando 10.13.4.1 o 10.13.4.3.

10.13.4.3

Alternativamente, se puede calcular el momento magnificado, δ_sM_s, como:

(10-18)

10.13.5

Si un elemento individual en compresión cumple con el límite indicado por la ecuación (10-19), éste debe ser diseñado para la fuerza amplificada P_u y el momento M_c calculado usando 10.12.3, en donde M₁ y M₂ se calculan de acuerdo con 10.13.3, β_d según se definió para la combinación de cargas considerada, y k según lo definido en 10.12.1.

(10-19)

10.13.6

Adicionalmente a las combinaciones de carga que incluyen cargas laterales, debe considerarse la resistencia y estabilidad de la estructura como un todo frente a la acción de las cargas gravitacionales amplificadas.

(a)

Cuando δ_sM_s se calcula a partir de 10.13.4.1, la relación entre la deflexión lateral de segundo orden y la deflexión lateral de primer orden, para carga muerta y carga viva amplificadas más la carga lateral amplificada aplicada a la estructura, no debe exceder de 2,5.

(b)

Cuando δ_sM_s se calcula a partir de 10.13.4.2, el valor de Q calculado usando ΣP_u para carga muerta y viva amplificadas (1,4 CM + 1,7 CV) no debe exceder 0,60.

(c)

Cuando δ_sM_s se calcula a partir de 10.13.4.3, δ_s calculado usando ΣP_u y ΣP_c correspondientes a carga muerta y viva amplificadas debe ser positivo y no exceder de 2,5.

En (a), (b) y (c), β_d debe tomarse como la relación entre la máxima carga axial amplificada que actúa en forma permanente y la máxima carga axial amplificada total.

10.13.7

En estructuras con desplazamiento lateral, los elementos a flexión deben diseñarse para los momentos magnificados totales provenientes de los elementos a compresión que concurren al nudo.

Art. 10.16 Elementos Compuestos Sometidos a Compresión

10.16.1

Los elementos compuestos sometidos a compresión deben incluir a todos aquellos elementos que estén reforzados longitudinalmente con perfiles de acero estructural, tuberías o tubos, con o sin barras longitudinales.

10.16.2

La resistencia de elementos compuestos debe calcularse para las mismas condiciones limitantes que se aplican a los elementos comunes de concreto reforzado.

10.16.3

Toda resistencia a la carga axial asignada al concreto de un elemento compuesto debe transmitirse a este mediante ménsulas u otros elementos que se apoyen directamente en el concreto del elemento compuesto.

10.16.4

Toda resistencia a carga axial no asignada al concreto en un elemento compuesto debe ser desarrollada por conexión directa al perfil estructural, tubería o tubo de acero estructural.

10.16.5

Para la evaluación de los efectos de esbeltez, el radio de giro, r, de la sección compuesta no debe ser mayor que el valor dado por

(10-20)

y como alternativa a un cálculo más preciso, EI en la ecuación (10-10) debe tomarse ya sea como lo indica la ecuación (10-11) o por medio de

(10-21)

10.16.6

Núcleo de concreto confinado en acero estructural

10.16.6.1

Para un elemento compuesto con el núcleo de concreto confinado (enfundado) en acero estructural, el espesor del acero de confinamiento no debe ser menor que:

ni que:

10.16.6.2

Se permite que las barras longitudinales localizadas dentro del núcleo de concreto confinado se utilicen en el cálculo de A_sx e I_sx.

10.16.7

Refuerzo en espiral alrededor de un núcleo de acero estructural

Un elemento compuesto, hecho de concreto reforzado con espiral alrededor de un núcleo de acero estructural debe satisfacer 10.16.7.1 a 10.16.7.5.

10.16.7.1

La resistencia especificada a la compresión, f′_c, no debe ser menor que la mencionada en 9.4.

10.16.7.2

La resistencia de diseño a la fluencia del núcleo de acero estructural debe ser la resistencia mínima a la fluencia especificada para el grado del acero estructural usado, pero sin exceder de 350 MPa.

10.16.7.3

El refuerzo en espiral debe cumplir con lo especificado en 10.9.3.

10.16.7.4

La cuantía de las barras longitudinales localizadas dentro de la espiral no deben ser menor de 0,01 ni mayor de 0,06 veces el área neta de la sección de concreto.

10.16.7.5

Se permite que las barras longitudinales localizadas dentro de la espiral se consideren en el cálculo de A_sx e I_sx.

10.16.8

Estribos de refuerzo alrededor de un núcleo de acero estructural

Un elemento compuesto, hecho de concreto confinado lateralmente por estribos alrededor de un núcleo de acero estructural, debe cumplir con 10.16.8.1 a 10.16.8.8.

10.16.8.1

La resistencia especificada a la compresión, f′_c, no debe ser menor que la mencionada en 9.4.

10.16.8.2

La resistencia de diseño a la fluencia del núcleo de acero estructural debe ser la resistencia mínima a la fluencia especificada para el grado de acero estructural usado, pero no debe exceder de 350 MPa.

10.16.8.3

Los estribos transversales deben extenderse por completo alrededor del núcleo de acero estructural.

10.16.8.4

Los estribos transversales deben tener un diámetro no menor que 0,02 veces la mayor dimensión lateral del elemento compuesto, excepto que los estribos no deben ser menores de 3/8" y no necesitan ser mayores que 5/8". Puede emplearse refuerzo electrosoldado de alambre de un área equivalente.

10.16.8.5

El espaciamiento vertical entre los estribos transversales no debe exceder de la mitad de la menor dimensión lateral del elemento compuesto, de 48 veces el diámetro de los estribos ni de 16 veces el diámetro de las barras longitudinales.

10.16.8.6

La cuantía de las barras longitudinales colocadas dentro de los estribos no debe ser menor de 0,01 ni mayor de 0,06 veces al área neta del concreto.

10.16.8.7

Debe colocarse una barra longitudinal en cada esquina de una sección rectangular y adicionalmente barras longitudinales espaciadas a no más de la mitad de la menor dimensión lateral del elemento compuesto.

10.16.8.8

Se permite que las barras longitudinales colocadas dentro de los estribos se consideren para calcular A_sx para resistencia pero no para calcular I_sx al evaluar los efectos de esbeltez.

Art. 10.17 Resistencia al Aplastamiento

10.17.1

La resistencia de diseño al aplastamiento del concreto no debe exceder φ(0,85 f′_cA₁) excepto cuando la superficie de soporte sea más ancha en todos los lados que el área cargada. En este caso se permite que la resistencia de diseño al aplastamiento en el área cargada se multiplique por √(A₂/A₁), pero no más que 2.

Fig. 10.17.1 Áreas de aplastamiento A1 y A2.

10.17.2

El numeral 10.17 no es aplicable a anclajes de postensado.

Art. 10.18 Flexión Biaxial

Cuando las columnas están sujetas simultáneamente a momentos flectores en sus dos ejes principales, el diseño deberá hacerse a partir de las hipótesis y principios dados en 10.2 y 10.3.

Alternativamente se podrá usar la siguiente ecuación aproximada, aplicable a columnas cuadradas o rectangulares con armadura longitudinal simétrica.

(10-22)

donde:

P_n

es la resistencia nominal a carga axial en flexión biaxial.

P_nx

es la resistencia nominal bajo la acción de momento únicamente en X (e_y = 0).

P_ny

es la resistencia nominal bajo la acción de momento únicamente en Y (e_x = 0).

P_on

es la resistencia nominal bajo la acción de carga axial únicamente (e_x = e_y = 0) que se calcula mediante: 0,85 f′_c (A_g − A_st) + f_y A_st

Deberá verificarse que la resistencia de diseño no exceda de lo especificado en 10.3.6.

La ecuación 10-22 es válida para valores de P_u ≥ 0,1 φP_on; para valores menores de la carga axial P_u, se usará la siguiente ecuación:

(10-23)

donde φM_nx y φM_ny son las resistencias de diseño de la sección con respecto a los ejes X e Y respectivamente. La ecuación 10-23 es aplicable también a vigas sometidas a flexión biaxial.