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Diseño de juntas vigas-columnas en estructuras de concreto

El objetivo de estas recomendaciones es determinar la dimensión de la junta y el refuerzo longitudinal y transversal en la intersección de vigas y columnas en construcciones de marco de concreto.

Una junta se define como la porción de la columna que esta dentro del peralte de la viga o vigas que se unen a la columna.

En muchos diseños, los tamaños de columnas se pueden determinar a partir de los requisitos de diseños de detalles de las juntas. Se presta especial atención a las juntas, para asegurar el comportamiento estructural apropiado en todas las condiciones de carga que razonablemente puedan esperarse, y para alertar al proyectista en cuanto a las posibles congestiones del refuerzo.

Las juntas estructurales se clasifican en dos categorías: Tipo 1 y Tipo 2, con base a las condiciones de carga y deformaciones previstas en las juntas, al resistir las cargas laterales.

Tipo 1: Una junta tipo 1 conecta elementos diseñados para satisfacer los requisitos de resistencia del reglamento ACI-318 y en los cuales no se provén deformaciones inelásticas significativas.

Tipo 2: Una junta tipo 2 conecta elementos diseñados para tener una resistencia sostenida bajo reversiones de deformación dentro del rango inelástico.

La junta tipo 1 es la que se encuentra en una estructura continua resistente a momento y la cual es diseñada con base en su resistencia, sin considerar requisitos especiales de ductilidad. Cualquier junta diseñada para resistir cargas por gravedad y cargas normales de viento, pertenece a esta categoría.

La junta tipo 2 conecta elementos necesarios para disipar energía a través de reversiones de deformación dentro del rango inelástico; a este grupo pertenecen las juntas en estructuras de marcos resistentes a momento, diseñada para resistir movimientos sísmicos, vientos fuertes o efectos de explosión.

Consideraciones de diseño
Secciones críticas
Según Carlos Ricardo Llopiz en su articulo “Filosofías para el diseño de estructura de hormigón armado”7 Una junta viga-columna se debe dimensionar para resistir en las secciones criticas las fuerzas especificadas. Las recomendaciones de diseño se basan en la suposición de que las secciones críticas están inmediatamente adyacentes a la junta.

Fuerzas
La junta se debe diseñar para la interacción de las fuerzas multidireccionales que los elementos trasmiten a la junta, incluyen cargas axiales, de flexión, de torsión y cortantes. Estas fuerzas son consecuencias de los efectos de cargas aplicadas externamente, así como de las resultantes de fluencia, contracción, temperatura, o asentamiento.

La junta debe resistir todas las fuerzas que le puedan ser transferidas por elementos adyacentes, empleando aquellas combinaciones que produzcan la distribución de fuerzas más severa en la junta, incluyendo el efecto de cualquier excentricidad del elemento. Se deben tomar en cuenta las fuerzas producidas por deformaciones resultantes de efectos dependientes del tiempo y de la temperatura. Las fuerzas de diseño que los elementos transfieren a la junta no son fuerzas: determinadas por un análisis convencional; sino que deben calcularse a partir de resistencia nominales de los elementos.

Para cada junta se deben determinar los elementos que alcanzaran fluencia flexionante inicial debido a cargas de gravedad, cargas laterales y efectos secundarios; también se deben determinar las fuerzas de diseño en el refuerzo de flexión en las caras de la junta y el elemento.

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