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ACI 318 Verificación de diseño de pila

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La información presentada en esta página está destinada a demostrar la convergencia del diseño de la sección de ACI 318-2014 disposiciones para cimientos de pilotes que se pueden lograr con SkyCiv. Todos los ejemplos se toman de los siguientes libros:

Libro 1: Agua Rajapakse, Reglas generales de diseño y construcción de pilotes, 2016.
Libro 2: Instituto Americano del Concreto, Diseño de estructuras de hormigón: Diagrama de interacción para columnas de hormigón, 2007.
Libro 3: Hsiao, J. Kent (2012), Efectos del eje de flexión en el momento de carga (PM) Diagramas de interacción para columnas de hormigón circulares que utilizan un número limitado de barras de refuerzo longitudinales, Revista Electrónica de Ingeniería Estructural 12(1)

 

Capacidad geotécnica vertical

Libro 1: Ejemplo 7.4.1 Calcule la capacidad de carga última del pilote:

Detalles
Sección de
Diámetro 500 mm
Longitud 10 m
Propiedades del suelo
Unidad de peso 17.3 kN / m3
Ángulo de fricción 30 Grados
Cohesión 0 KPa
Nivel freático No presente

 

Resultados
Parámetro Manual SkyCiv
Presión efectiva vertical 173 kPa 173 kPa
Término de resistencia base 713.3 kN 713.338 kN
Esfuerzo vertical efectivo promedio 86.5 kPa 86.500 kPa
Término de resistencia a la fricción del eje 703.5 kN 703.510 kN
Capacidad de carga máxima 1,416.8 kN 1,416.848 kN

 

Libro 1: Ejemplo 7.4.2 Calcule la capacidad de carga última del pilote:

Detalles
Sección de
Diámetro 500 mm
Longitud 10 m
Propiedades del suelo
Unidad de peso 17.3 kN / m3
Ángulo de fricción 30 Grados
Cohesión 0 KPa
Nivel freático 3 m

 

Resultados
Parámetro Manual SkyCiv
Presión efectiva vertical 104.33 kPa 104.330 kPa
Término de resistencia base 430.19 kN 430.188 kN
Esfuerzo vertical efectivo promedio
0-3m 25.95 kPa 25.950 kPa
3-10m 78.12 kPa 78.115 kPa
Término de resistencia a la fricción del eje
0-3m 63.32 kN 63.316 kN
3-10m 444.72 kN 444.720 kN
Término de resistencia total a la fricción del eje 508.04 kN 508.036 kN
Capacidad de carga máxima 938.22 kN 938.224 kN

 

Libro 1: Ejemplo 7.4.3 Calcule la capacidad de carga última del pilote:

Detalles
Sección de
Diámetro 500 mm
Longitud 12 m
Propiedades del suelo de la capa 1
Grosor 5 m
Unidad de peso 17.3 kN / m3
Ángulo de fricción 30 Grados
Cohesión 0 KPa
Nivel freático No presente
Propiedades del suelo de la capa 2
Grosor 7 m
Unidad de peso 16.9 kN / m3
Ángulo de fricción 32 Grados
Cohesión 0 KPa
Nivel freático No presente

 

Resultados
Parámetro Manual SkyCiv
Presión efectiva vertical 204.8 kPa 204.800 kPa
Término de resistencia base 1,166.2 kN 1,166.159 kN
Esfuerzo vertical efectivo promedio
Capa 1 43.3 kPa 43.250 kPa
Capa 2 145.7 kPa 145.650 kPa
Término de resistencia a la fricción del eje
Capa 1 176.1 kN 175.878 kN
Capa 2 891.6 kN 891.295 kN
Capacidad de carga máxima 2,233.9 kN 2,233.332 kN

 

Libro 1: Ejemplo 7.4.4 Calcule la capacidad de carga última del pilote:

Detalles
Sección de
Diámetro 500 mm
Longitud 15 m
Propiedades del suelo de la capa 1
Grosor 5 m
Unidad de peso 17.3 kN / m3
Ángulo de fricción 30 Grados
Cohesión 0 KPa
Nivel freático 3 m
Propiedades del suelo de la capa 2
Grosor 7 m
Unidad de peso 16.9 kN / m3
Ángulo de fricción 32 Grados
Cohesión 0 KPa

 

Resultados
Parámetro Manual SkyCiv
Presión efectiva vertical 137.9 kPa 137.780 kPa
Término de resistencia base 785.2 kN 784.538 kN
Esfuerzo vertical efectivo promedio
0-3m 26 kPa 25.950 kPa
3-5m 59.4 kPa 59.390 kPa
5-15m 102.4 kPa 102.330 kPa
Término de resistencia a la fricción del eje
0-3m 63.4 kN 63.316 kN
3-5m 96.6 kN 96.605 kN
5-15m 895.2 kN 894.573 kN
Capacidad de carga máxima 1,840.4 kN 1,839.032 kN

 

Axial & Capacidades de flexión

Libro 2: Ejemplo E702 Calcular las capacidades axiales y de flexión, (ΦPnorte, ΦMnorte)

Detalles
Sección de
Sección transversal Rectangular
Profundidad 12 in
Anchura 12 in
Reforzamiento
Diámetro de la barra 4-#8
Materiales
Resistencia concreta 4,000 psi
Resistencia a la fluencia del acero 60,000 psi

 

Resultados
Parámetro Manual SkyCiv
Área asquerosa (Agramo) 144 in2 144.0 in2
Área de refuerzo de acero (AS t) 3.16 in2 3.142 in2
ΦPnorte en compresión pura 347.60 kips 347.055 kips
Profundidad del eje neutral (c} 5.40 in 5.622 in
Profundidad equivalente del bloque de tensión (a} 4.590 in 4.779 in
Esfuerzo en la parte superior del refuerzo 0.001612 0.00167
Estrés en el refuerzo superior 46.75 KSI 48.316 KSI
Fuerza de acero en el refuerzo superior 68.49 KSI 70.554 kips
Tensión en el refuerzo inferior 0.0022762 0.00207
Tensión en el refuerzo inferior 60 KSI 60 KSI
Fuerza de acero en el refuerzo inferior -94.80 KSI -94.248 kips
Fuerza en hormigón 187.27 KSI 194.987 kips
ΦPnorte en condición equilibrada 108.33 kips 112.324 kips
ΦMnorte en condición equilibrada 70.97 kip-ft 69.990 kip-ft

 

Libro 3: Ejemplo 1 Calcule las capacidades axiales y de flexión, (ΦPnorte, ΦMnorte)

Detalles
Sección de
Sección transversal Redondo
Diámetro 508 mm
Reforzamiento
Diámetro de la barra 6-#10
Materiales
Resistencia concreta 20.7 MPa
Resistencia a la fluencia del acero 414 MPa

 

Resultados
Parámetro Manual SkyCiv
Área asquerosa (Agramo) 202,682 mm2 202,682.992 mm2
Área de refuerzo de acero (AS t) 4,825.49 mm2 4,825.486 mm2
ΦPnorte en compresión pura 2,850 kN 2,849.108 knorte
Profundidad del eje neutral (c} 263 mm 262.840 mm
Profundidad equivalente del bloque de tensión (a} 223.5 mm 223.414 mm
Tensiones en los refuerzos, mii
mi1 0.00227 0.00227
mi2 0.00119 0.00119
mi3 -0.000984 -0.00098
mi4 -0.00207 -0.00207
Destaca sobre los refuerzos, Fy
Fs1 414 MPa 414.0 MPa
Fs2 238 MPa 237.270 MPa
Fs3 -196.8 MPa -196.910 MPa
Fs4 -414 MPa -414.0 MPa
Fuerzas sobre los refuerzos, Fi
F1 325 kN 318.808 kN
F2 361 kN 353.346 kN
F3 -322 kN -316.729 kN
F4 -339 kN -332.959 kN
Fuerza en hormigón 1,510 kN 1,510.382 knorte
ΦPnorte en condición equilibrada 1,006.96 kN 1,005.293 knorte
ΦMnorte en condición equilibrada 248.62 kN-m 246.426 knorte-m
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