2015 10 25 CAP CUR Prefabricados-En-ACI318-14 AHolmberg

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CursoDiseo en Hormign Armado segn ACI 318- 14

SANTIAGO27 y 29 Octubre 2015

Clase: Prefabricados en ACI 318-14

Relator: Augusto Holmberg F.

38 storied condominium

building, Building height

130.7m - Japan 8 story Office Building

Total height: 34.57 m

Total floor area: 6970 m2

Japan


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Precast Prestressed Concrete

Moment Frame (Kyoto University

Campus) - Japan

Precast PrestressedConcrete Moment Frame

with Base Isolation

System (Apartment) -

japan


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Como podemos dis ear est ru ctu ras

prefabr icadas usandoACI 318 ?

Todos los requisitos de este reglamento se aplican a los sistemas y

miembros prefabricados a menos que se excluyan de manera especfica.

Adems, algunos requisitos se aplican especficamente al concreto

prefabricado. (R4.12.1)

Usan las mismas disposiciones que el hormign en sitio

Deben cumplir con requisitos adicionales explcitamente indicados

Prefabricados en ACI 318-14


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02-11-2

Todos los requisitos de este reglamento se aplican a los sistemas y

miembros prefabricados a menos que se excluyan de manera especfica.

Adems, algunos requisitos se aplican especficamente al concreto

prefabricado. (R4.12.1)

Usan las mismas disposiciones que el hormign en sitio

Deben cumplir con requisitos adicionales explcitamente indicados

Las estructuras de concreto prefabricadas diseadas de acuerdo al Cap.

18 intentan emular a las estructuras de concreto construidas en obra,

excepto que en 18.5, 18.9.2.3 y 18.11.2.2 se permite la construccin

prefabricada con mecanismos de fluencia alternativos. (R18.1)

Alternativa 1: emulan el comportamiento ssmico en sitio

Alternativa 2: usan mecanismos de fluencia alternativos (validados x ensayo)


Concreto prefabricado: Elemento de concreto estructural construido en

un lugar diferente de su ubicacin final en la estructura

Nudo: Parte de la estructura que es comn a los miembros que la

intersectan

Conexin: Regin de la estructura donde se unen dos o ms miembros.

Una conexin tambin se refiere a una regin donde se unen miembros

en que uno o ms son prefabricados.

Algu nas defin ic iones

NudoConexin


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Captulo 4Requisitos para sistemas estructurales

Seccin 4.12.1 Sistemas de concreto prefabricadoConsiderar todas las condiciones de carga

Considerar todas las etapas de contruccin y condiciones de borde

Considerar las tolerancias de fabricacin y montaje

Tener trayectorias de fuerzas que sean continuas


Captulo 4Requisitos para sistemas estructurales

Seccin 4.12.1 Sistemas de concreto prefabricadoConsiderar todas las condiciones de carga

Considerar todas las etapas de contruccin y condiciones de borde

Considerar las tolerancias de fabricacin y montaje

Tener trayectorias de fuerzas que sean continuas

Captulo 16Conexiones entre miembros

Seccin 16.2 y 16.3 Conexiones de miembros prefabricadosLongitudes mnimas de apoyo

Armadura para integridad estructural

Seccin 16.4 Transferencia de fuerzas de cortante horizontalElementos compuestos a flexin (hormign en segunda etapa)

Seccin 16.5 Mnsulas y cartelasDiseo y detallamiento de las mnsulas



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Captulo 26Documentos de construccin e inspeccinSeccin 26.9 Requisitos adicionales para concreto prefabricado

Tolerancias; detallamiento de piezas e insertos

Identificacin de elementos , montaje y arrisotramientos

Referencia:

ACI ITG-7M-09 Specification for Tolerances for Precast Concrete

Otros CaptulosCaptulo 7Losas en una direccin

Captulo 8Losas en dos direcciones

Captulo 12 y Seccin 18.12Diafragmas

Transferencia de corte a travs de la sobrelosaCuerdas y elementos colectores en la sobrelosa


Captulo 26Documentos de construccin e inspeccinSeccin 26.9 Requisitos adicionales para concreto prefabricado

Tolerancias; detallamiento de piezas e insertos

Identificacin de elementos , montaje y arrisotramientos

Referencia:

ACI ITG-7M-09 Specification for Tolerances for Precast Concrete

Otros CaptulosCaptulo 7Losas en una direccin

Captulo 8Losas en dos direcciones

Captulo 12 y Seccin 18.12DiafragmasTransferencia de corte a travs de la sobrelosa

Cuerdas y elementos colectores en la sobrelosa

Sin embargo, Lo principal est en el Captulo 18



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PrticosPrticos especiales resistentes a momento construidos con

concreto prefabricado (18.9)

Muros

Muros estructurales intermedios de concreto prefabricado (18.5)

Muros estructurales especiales de concreto prefabricado (18.11)

No sismoresistentesElementos que no se designan como parte del sistema

de resistencia ante fuerzas ssmicas (18.14)

Sistemas estructurales prefabr icados

en ACI318-14 Captu lo 18

Conexin fuerte: Conexin, entre uno o ms elementos prefabricados,

que se mantiene elstica mientras que los miembros que se conectan

presentan fluencia como consecuencia de los desplazamientos de

diseo para sismo.

Conexin dctil:Conexin, entre uno o ms elementos prefabricados,

en la cual se presenta fluencia como consecuencia de losdesplazamientos de diseo para sismo.

Algu nas defin ic iones


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Prticos especialesConexiones dctiles (18.9.2.1)

Conexiones fuertes (18.9.2.2)

Conexiones que no cumplen los criterios anteriores (18.9.2.3)

Se considera que las disposiciones de 18.9 permiten obtener un prtico

especial prefabricado equivalente en comportamiento a uno construido

en sitio.



Prtic os p refabric ados especiales (18.9)

Conf igu racin de con exiones


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Prtic os p refabric ados especiales (18.9)

Conf igu racin de con exiones

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Deben cumplir con los requisitos de 18.9.2.1 de a) hasta c):

a) Los requisitos de 18.6 hasta 18.8 para prticos especiales resistentes

a momento construidos en obra. (vigas, columnas y nudos en prticos

especiales)

Prt icos prefabr icados especiales con

conexion es dcti les


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especiales)

b) Vnpara conexiones, calculado de acuerdo con 22.9 (corte por

friccin) debe ser al menos 2Vedonde Vese calcula de acuerdo con

18.6.5.1 o 18.7.6.1 (diseo por capacidad en vigas y columnas)






especiales)

b) Vnpara conexiones, calculado de acuerdo con 22.9 (corte por

friccin) debe ser al menos 2Vedonde Vese calcula de acuerdo con18.6.5.1 o 18.7.6.1 (diseo por capacidad en vigas y columnas)

c) Los empalmes mecnicos del refuerzo de las vigas deben ubicarse a

no menos de h/2de la cara del nudo y deben cumplir con 18.2.7

(empalmes mecnicos en prticos y muros especiales)




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Ejemplo de conexin dcti l

Tomado de FEMA P-751



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Deben cumplir con los requisitos de 18.9.2.2 de a) hasta e):



especiales)

b) Los requisitos de 18.6.2.1(a) aplican a los segmentos entre las

zonas donde se pretende que ocurra la fluencia por flexin debido a losdesplazamientos de diseo. (luz libre no debe ser menor que 4d)


conexiones fuertes


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Deben cumplir con los requisitos de 18.9.2.2 de a) hasta e):



especiales)

b) Los requisitos de 18.6.2.1(a) aplican a los segmentos entre las

zonas donde se pretende que ocurra la fluencia por flexin debido a los

desplazamientos de diseo. (luz libre no debe ser menor que 4d)


conexiones fuertes

c) La resistencia de diseo de la conexin fuerte, Sn, no debe ser

menor que SeDonde Secorresponde al momento, fuerza cortante o carga axial en la conexin correspondiente al

desarrollo de la resistencia probable en los lugares seleccionados para que ocurra fluencia, basados en

el mecanismo dominante de la deformacin inelstica lateral, considerando tanto los efectos de la

carga por gravedad como por sismo.

Diseo por capacidad de la conexin fuerte

d) El refuerzo longitudinal principal debe ser continuo a lo largo de las

conexiones y debe desarrollarse fuera, tanto de la conexin como de la

regin de la articulacin plstica. (empalmes y conectores mecnicos

permiten continuidad)


conexiones fuertes


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e) En conexiones columna-columna, Sndebe ser al menos 1.4 Se, Mn

debe ser al menos 0.4Mprpara la columna dentro de la altura del piso, y

Vndebe ser al menos Vecalculado de acuerdo a 18.7.6.1 (diseo por

capacidad)


conexiones fuertes

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Ejemplo de conexin fuerte


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Ejemplo de conexin fuerte

Deben cumplir con los requisitos de a) hasta c)

a) ACI 374.1Acceptance Criteria for Moment Frames Based on

Structural Testing

b) Los detalles y materiales empleados en los especmenes de ensayo

deben ser representativos de los usados en la estructura

c) El procedimiento de diseo usado para disear los especimenes de

ensayo debe defionir el mecanismo por el cual el prrtico resiste los

efectos ssmicos y de gravedad, y debe establecer los valores de

aceptacin que garanticen ese mecanismo.


conexiones val idadas por ensayos


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Ejemplo de conexin val idada por ensayoACI 374.1-05Acceptance Criteria for

Moment Frames Based on Structural

Testing

ACI550.3-13Design Specification for

Unbonded Post Tensioned Precast

Concrete Special Moment Frames

Satisfying ACI 374.1 and Commentary

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Ejemplo de conexin val idada por ensayo

Edificio Prefabricado con

conexiones hbridas

Espacio Riesco. Santiago

2003

Diseo: Patricio Bonelli

Prefabricados: Precon

Mandante: ICH


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Ejemplo de conexin val idada por ensayo

ACI 374.1-05 Acceptance Criteria for

Moment Frames Based on StructuralTesting

Mandante: Momenta

Laboratorio: Dictuc

Muros intermediosConexiones con fluencia en elementos de acero (18.5.2) (Conexin

dctil)

Las disposiciones de 18.5 tienen la intencin de dar como resultado un

muro estructural prefabricado intermedio con una resistencia ytenacidad mnimas equivalente a la de un muro estructural de

concreto reforzado ordinario, construido en obra. (Comentarios al Cap.

2)


en ACI318-14 captu lo 18


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Los muros prefabricados intermedios deben cumplir con:

18.5.2.1 - En las conexiones entre los paneles de muro, o entre los

paneles de muro y la cimentacin, se debe restringir la fluencia a los

elementos de acero o al refuerzo.

18.5.2.2 - En los elementos de la conexin que no han sido diseados

para fluir la resistencia requerida debe basarse en 1.5Syde la porcin

de la conexin que fluye.

18.5.2.3 - En estructuras asignadas a una Categora de Diseo Ssmico

D, E y F los machones de muros deben disearse de acuerdo con

18.10.8 o 18.14 (aumentar la resistencia al corte en segmentos

verticales de muro )

Muros p refabricados intermedios (18.5)

Los muros prefabricados intermedios deben cumplir con:

18.5.2.1 - En las conexiones entre los paneles de muro, o entre los

paneles de muro y la cimentacin, se debe restringir la fluencia a los

elementos de acero o al refuerzo.

18.5.2.2 - En los elementos de la conexin que no han sido diseados

para fluir la resistencia requerida debe basarse en 1.5Syde la porcinde la conexin que fluye.

18.5.2.3 - En estructuras asignadas a una Categora de Diseo Ssmico

D, E y F los machones de muros deben disearse de acuerdo con

18.10.8 o 18.14 (aumentar la resistencia al corte en segmentos

verticales de muro )



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Muros especialesConexiones dctiles (18.11.2.1)

Conexiones con tendones postensados que no cumplen

lo anterior (18.11.2.2)

Las disposiciones de 18.11 pretenden obtener un muro estructural

prefabricado especial, con una resistencia y tenacidad mnimas

equivalentes a las de un muro estructural reforzado especial de

concreto construido en sitio(Comentario al Cap. 2)




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Deben cumplir los siguientes requisitos:

18.11.2.1 - Los muros estructurales especiales construidos usando

concreto prefabricado deben cumplir con todos los requisitos de 18.10,

adems de 18.5.2 (Conexin dctil)

Muros prefabr icados especiales c on

conexin dcti l

Mecanismos de deformacin alternat ivos


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Deben cumplir los siguientes requisitos:

18.11.2.2 - Se permiten muros estructurales especiales contruidos

usando concreto prefabricado y tendones postensados no adheridos y

que no cumplen con los requisitos de 18.11.2.1 siempre que cumplan

con los requisitos del ACI ITG5.1

Muros prefabr icados especia les

val idados po r ensayos

ACI ITG-5.1-07Acceptance Criteria for Special

Unbonded Post Tensioned Precast Structural

Walls Based on Validation Testing

ACI ITG5.2-09Requirements for Design of aSpecial Unbonded Post Tensioned Precast Wall

Satisfying ACI ITG-5.1 and Commentary

Muros prefabr icados especia les

val idados por ensayos


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Para el diseo de elementos sismoresistentes de hormign armado

todas las regiones del territorio nacional deben ser consideradas de

elevado riesgo ssmico. Todas las estructuras de hormign armado

construidas en el territorio nacional deben asignarse a Categora de

Diseo Ssmico D

Se permite el uso de muros estructurales ordinarios en estructruras de

hasta 5 pisos que hayan sido diseadas con R menor o igual a 4

En estructuras mixtas con muros y marcos se permite el uso de marcos

intermedios

Los marcos en edificios estructurados exclusivamente con marcos

deben ser considerados como marcos especiales

Dispo sic iones en DS60

Conclusin:

Es pos ib le di sear adecuadam ente

estructuras prefabr icadas con prticos y

muro s p refabric ados u sando ACI 318-14

en conjunto con el DS 60 (NCh 430) y

el DS 61 (NCh 433)


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Gracias

2015 10 25 CAP CUR Prefabricados-En-ACI318-14 AHolmberg

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