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El diseño se lleva a cabo de conformidad con el criterio de Resistencia que se establece en el Reglamento ACI 318-95.

Para el diseño de los depósitos se aplicarán los factores de carga que se enumeran más adelante en el inciso 4.2.2.1.

4.2.1. Requisitos de resistencia

El análisis previo al diseño por el método de resistencia, puede efectuarse en el rango elástico y lineal o mediante la teoría de las líneas de fluencia, empleando en ambos casos las cargas factoradas que se indican en el inciso 4.2.2.1 del presente capítulo, pudiéndose hacer uso de la redistribución de los momentos negativos en elementos continuos sujetos a flexión, que permite la sección 8.4 del ACI 318-95, Reglamento de las Construcciones de Concreto Reforzado.

Se entiende por resistencia a la magnitud de una acción o de una combinación de acciones que provoquen la aparición de un estado límite de falla en la estructura. El requisito básico para la resistencia se expresa como sigue:

Resistencia requerida ≤ Resistencia de diseño, ó

RR ≤FR(Resistencia nominal)

donde FR es el factor de reducción de la resistencia que corresponda, según los valores que se

sugieren en el inciso 4.2.2.2 del presente capítulo.

En el procedimiento de resistencia de diseño, el margen de seguridad se proporciona multiplicando las cargas de servicio por un factor de carga y la resistencia nominal por un factor de reducción de la resistencia.

4.2.2. Diseño del concreto reforzado por el método de resistencia 4.2.2.1. Cargas factoradas

Se recomienda el uso de los factores de carga que se transcriben más adelante (ACI 318-95, subcapítulo 9.2).

La resistencia requerida RR se calculará multiplicando las cargas de servicio por los factores de

carga que se establecen enseguida:

a) La resistencia requerida RRpara la combinación de la carga muerta CM más la carga viva CV, se

calculará como sigue:

RR ≤ 1.4CM + 1.7CV

(4.1)

b) Si en el diseño se incluye la resistencia a los empujes laterales del terreno o los empujes hidrostáticos del agua CF, la resistencia requerida RR se calculará como sigue:

RR ≤ 1.4CM + 1.7 CV + 1.7CF

(4.2)

Cuando CM o CV sean de tal naturaleza que disminuyan el efecto de CF, para determinar la mayor

resistencia requerida RR, 1.4 CMdeberá ser sustituida por 0. 9 CM y CV será igual a cero.

Con ninguna combinación de CM, CV y CF, deberá obtenerse una resistencia requerida RR menor que

la que se obtendría con la ec. 4.1.

c) Para las combinaciones que incluyen las acciones debidas al viento CW, la resistencia requerida RR

se calculará como sigue:

RR ≤ 0.75(1.4 CM + 1.7 CV + 1.7CW)

para una condición tal, en que sea necesario considerar la totalidad de la carga viva. Para aquella condición en que sea necesario considerar una carga viva nula, tal como ocurre cuando el depósito se encuentra vacío:

RR ≤ 0.9 CM + 1.3 CW

(4.4)

Si fuese necesario incluir en el diseño la resistencia a las cargas sísmicas CSespecificadas, será

aplicable la ec. (4.3), sólo que 1.1CShabrá de reemplazar a CW.

d) Puesto que es primordial que las estructuras para el almacenamiento de agua potable y tratada sean herméticas a la filtración o fugas de agua, lo cual se logra en una gran parte, reduciendo a un mínimo el agrietamiento, se emplea un factor de “durabilidad sanitaria”, S. La resistencia requerida RR para el acero de refuerzo se calcula entonces como sigue (Environmental Engineering Concrete

Structures, Unidad 2.6.5):

d1) En los cálculos del acero de refuerzo en flexión, el factor de durabilidad sanitaria, S = 1.3, por lo que la resistencia requerida será 1.3 RR.

d2) En los cálculos del refuerzo en tensión directa, el factor de durabilidad sanitaria S = 1.65, por lo que la resistencia requerida será 1.65 RR.

En un muro sujeto al empuje de tierras o agua, tomando en cuenta la ec. 4.2 y el subinciso d2, la resistencia requerida para el diseño a flexión:

RR ≤ 1.3 (1.4CM + 1.7CV + 1.7CF) = 1.82 CM + 2.21CV + 2.21CF (4.5)

En un muro sujeto al empuje de tierras o de agua, tomando en cuenta la ec. 4.2 y el subinciso d3, la resistencia requerida en el acero a tensión directa:

RR ≤ 1.65 (1.4TD + 1.7TV + 1.7TF) = 2.31TD + 2.81TV + 2.81TF (4.6)

d3) En el cálculo del refuerzo para tensión diagonal (como una medida del esfuerzo cortante), la resistencia requerida se afectará de un factor de durabilidad sanitaria S =1.3, y por lo tanto, la resistencia requerida en el acero de refuerzo para cortante, es igual a 1.3 veces el exceso de la fuerza cortante aplicada Vu, menos la que soporta el concreto Vc, donde Vu es la fuerza cortante calculada con las cargas de diseño después de la aplicación de los factores de carga. Vc se calculará como sigue:

FRVs ≥ 1.3(Vu- FRVc) (4.7)

donde Vs es la resistencia nominal al cortante que resiste el refuerzo para cortante.

d4) En los cálculos para la zona en compresión de cargas de flexión y de compresión, y para todas las cargas que soporta el concreto, la resistencia requerida será 1.ORR.

4.2.2.2. Factores de reducción de la resistencia

Se recomienda el uso de los factores de reducción de la resistencia que se transcriben a continuación (ACI 318-95, subcapítulo 9.3):

Se considerarán iguales a la resistencia nominal las resistencias de diseño proporcionadas por un elemento estructural y sus conexiones, multiplicadas por un factor de reducción de la resistencia FR.

Los factores de reducción de la resistencia para flexión, carga axial, cortante y torsión, tendrán los valores que se indican enseguida:

Flexión, sin carga axial:

0.90.

Carga axial y carga axial con flexión: para carga axial con flexión, tanto la resistencia a la carga axial como el momento resistente se multiplicarán por el valor correspondiente de FR.

a) Tensión axial y tensión axial con flexión: 0.90

b) Compresión axial y compresión axial con flexión:

Los elementos con refuerzo en espiral que cumplan con la sección 10.9.3 del ACI 318: 0.75.

Otros elementos reforzados:

0.70

c) Cortante y torsión 0.85

d) Aplastamiento en el concreto 0.70

e) En las zonas de alto riesgo sísmico, los factores de reducción de la resistencia se considerarán iguales

a los anteriores, excepto en lo siguiente:

Salvo cuando se determine la resistencia de las uniones, el factor de reducción de la resistencia para cortante será 0.6 para todos los elementos estructurales, si su cortante nominal resistente es menor al cortante que corresponde al desarrollo de la resistencia nominal para flexión del elemento. Ésta se determinará considerando las cargas axiales más críticas e incluirá los efectos sísmicos. Para las uniones, el factor de reducción de la resistencia al cortante será igual a 0.85.

Otros factores de reducción que no se han mencionado aquí, pueden encontrarse en ACI 318-95, Capítulo 9.