Diseño de punzonamiento en RFEM 6 según ACI 318-19 y CSA A23.3: 19

Perímetro de control

La comprobación de punzonamiento calcula primero el área de la sección crítica (_sección A), que es el área circundante del nudo de punzonamiento. Según ACI 318-19 sec. 22.6.4 [1] y CSA A23.3:19 apartado 13.3.3 [2] , el perímetro crítico (_bo ) para un pilar cuadrado es igual a la longitud del perímetro del área de carga concentrada o reacción que no está más cerca que la mitad de la distancia del canto útil (d). RFEM calcula automáticamente la A_section y b_o en función de la posición de la carga concentrada en la losa.

Parámetros de diseño de punzonamiento en RFEM 6

Una vez que se ha activado el complemento Cálculo de hormigón, la casilla de verificación Propiedades de cálculo de punzonamiento aparecerá en la pestaña Principal al editar el nudo de punzonamiento en RFEM 6. Esto se puede hacer simultáneamente para todos los nudos en los que el cortante por punzonamiento sea una preocupación. En los datos de entrada del complemento Cálculo de hormigón, también se deben seleccionar los nudos que se están calculando para el punzonamiento.

Casilla de verificación de diseño de punzonado

Diseño de hormigón - Configuración

Una vez que están marcados los Parámetros de diseño de punzonamiento en un nudo, aparecerán las pestañas Cálculo de hormigón - Nudo de punzonamiento y Cálculo de hormigón - Configuraciones. Esto permite cambiar las opciones con respecto al tipo de armadura de punzoamiento, la posición, el diámetro de la armadura y el material. Aparecerá la pestaña Configuraciones de ELU con más parámetros de diseño que el usuario puede ajustar, como fuerzas "simples" o "suavizadas" para pilares/muros y separación mínima de armaduras. Los coeficientes de reducción de la resistencia según según ACI 318-19 sec. 21.2.1 [1] y el apartado 8.4 [2] de CSA A23.3:19 se pueden ajustar junto con la separación mínima de armadura.

Parámetros de diseño de punzonado

Dentro del perímetro crítico, la fuerza cortante de la carga de perforación para muros se establece en suavizado. Mientras que para las columnas, la carga de punzonamiento se puede establecer en "suavizado" o "fuerza simple" desde la columna, la carga o el apoyo en nudo.

Cálculo de punzonamiento en RFEM 6

Una vez que se ingresan los parámetros de diseño para el cortante por punzonamiento y la armadura debajo del nudo y la superficie, el complemento Cálculo de hormigón realiza el diseño. El diseño hace referencia al refuerzo longitudinal que se muestra en la siguiente imagen. Una vez ejecutado el cálculo del hormigón considerando sólo esta armadura, se mostrarán las relaciones de cálculo para todos los nudos de interés y estarán disponibles en forma de tabla o gráficamente.

Refuerzo de superficie provisto para la verificación inicial de la capacidad de cortante

Resistencia al corte por punzonamiento basada en el refuerzo longitudinal proporcionado

En los resultados, la resistencia a punzonamiento de la losa (v_n ) y el esfuerzo cortante máximo aplicado (_vu ) se comparan entre sí para calcular la razón de tensiones global según ACI 318-19 sec. 22.6.1.2, Ec. (22.6.1.2) [1]. De manera similar, la resistencia a punzonamiento de la losa (v_r ) y la tensión tangencial máxima aplicada (v_f ) se utilizan para calcular la razón de tensiones según CSA A23.319, cláusula 13.3.4 [2]. Estas ecuaciones se pueden encontrar en los Detalles de verificación de diseño que se muestran en la Imagen 7 junto con todo el procedimiento de cálculo.

Detalles de la comprobación del diseño de punzonado

Si no se agrega armadura de punzonamiento adicional y_Vu ≤_Vn, entonces no se requiere armadura adicional. En el lado de tracción de la losa, se puede agregar una armadura longitudinal local adicional si la resistencia se sobrepasa por el cortante aplicado. Para esta losa de ejemplo, es posible ver que esto se puede hacer definiendo una región rectangular libre en la parte superior de la posición donde se enmarca la columna. Esta definición de armadura se puede copiar y pegar en todos los nudos de punzonamiento utilizando la herramienta "copiar/mover". La armadura asignada de esta manera se considerará automáticamente al calcular la capacidad de cortante.

Definición de armadura longitudinal adicional

Alternativamente, si el cálculo de la resistencia a punzonamiento es imposible sin la armadura de punzonamiento (V_n ≤ V_u ), se calcula la resistencia máxima a punzonamiento V_n,max y la comprobación de diseño se realiza automáticamente. Estos resultados, de nuevo, se pueden encontrar en la tabla de Cálculo de hormigón o se pueden ver gráficamente. En términos de la cantidad de armadura necesaria para el punzonamiento, esto se puede mostrar en la pestaña Resultados del Navegador (imagen a continuación).

Refuerzo requerido en relación con la punzonadora

Conclusión

En RFEM 6, la comprobación del diseño de punzonamiento se puede inicializar dentro de la ventana de edición de un nudo y luego se considera automáticamente en el complemento de Cálculo de hormigón. Luego, la activación de las propiedades de diseño permitirá manipular los parámetros de diseño de punzonamiento, como la carga de punzonamiento, los factores de reducción de resistencia según ACI 318-19 sec. 21.2.1 [1] y CSA A23.3:19 apartado 8.4 [2] , y la separación mínima de armaduras en los ajustes de Configuración del estado límite último. El cálculo del hormigón se realiza sobre la base de la armadura longitudinal proporcionada desde la superficie. Si la relación de cálculo es superior a 1,00, se puede asignar una armadura longitudinal adicional en el lado de tracción de la losa.