Considerando que estas secciones son más racionales cuando trabajan bajo tracción controlada o en la zona de transición, cuando actúan cargas con grandes excentricidades, se recomiendan a continuación los pasos a dar en el diseño para estas secciones:

1) Determinar si la sección está en la ZONA O,

Entonces se coloca As=As'=Asmin

2)Cálculo del refuerzo más comprimido, As'

La determinación de As', como primer paso, resulta fundamental, pues prácticamente decide el comportamiento final de la sección. Inicialmente es aconsejable determinar si el refuerzo menos comprimido As trabaja a tracción o a compresión, o lo que es lo mismo si c≶d. En esta dirección debe calcularse la frontera para c=d utilizando la ecuación de momentos respecto a As'

Y llamando:

La frontera se presenta cuando:

Entonces si:

Es importante aclarar que esta comprobación es solo válida si la carga está dentro de las armaduras, en caso contrario se puede confirmar que el refuerzo As está traccionado.

A partir de esta comprobación el procedimiento será:

a) Para los Dom 2, 3, 4, c≤d y As está traccionado

El propósito del diseño es colocar una cantidad de refuerzo comprimido de forma tal que la sección tenga un Fallo Dúctil, que asegure que:

Entonces de la ecuación de momentos respecto a As

Haciendo

o

Por tanto el valor de As deberá ser mayor que

El mismo enfoque puede seguirse para “obligar” a la sección a trabajar en tracción controlada, o sea que:

Recordando que:

Entonces al valor de refuerzo más comprimido que satisface esta condición es:

En ambos casos, pero sobre todo en el segundo, debe comprobarse que fs'=fy, pues de no resultar así no son válidas las expresiones antes calculadas. Es conocido que para relaciones altas de d'/d esta condición no se cumple, principalmente si se emplea el G-60.

Si As2'˂0, no será necesario colocar refuerzo comprimido para que la sección esté en tracción controlada y se colocará As'=Asmin

b) Para los Dom 4a o 5, c>d y está comprimido As

La solución más económica en este caso es colocar As=Asmin, pues se conoce que este trabajará a tensiones muy cercanas a cero.

Entonces empleando la ecuación de momentos respecto As':

Ecuación de la que puede obtenerse c y posteriormente el valor de fs

Y finalmente de la ecuación de fuerzas:

Si resulta que a>h es un indicador de que se requiere colocar refuerzo menos comprimido para garantizar el equilibrio de la sección, que no basta con el refuerzo mínimo. Entonces se estará en la situación en que c≥h/β1 y se usará a=h, para excentricidades muy pequeñas. Este es un caso poco probable si se cumplen con las exigencias de excentricidades mínimas de las normativas.

Otra situación probable para excentricidades muy pequeñas, es que una vez calculado todo el refuerzo resulte que no se cumpla la condición de carga máxima, que obliga a satisfacer que:

Entonces debe buscarse una solución que provoque el fenómeno de compresión axial con refuerzo asimétrico, donde Pu este situada sobre el baricentro plástico.

El procedimiento sería trabajar con las ecuaciones para este caso.

Calcular As' por:

Entonces de la ecuación de fuerzas se calcula As, por:

3) Cálculo del refuerzo menos comprimido, As

Una vez obtenido As' por el paso anterior pueden presentarse las siguientes situaciones para secciones situadas en los Dominios 2, 3 o 4.

a) fs'˂fy

De la ecuación de momentos respecto a As se obtiene c

Y finalmente en la ecuación de fuerzas:

b) fs'=fy

Debe trabajarse llevando a refuerzo constructivo el valor de As' calculado en el paso anterior;

Ar'≥As'

Siempre que As2'>0 se colocará este y solo As1', cuando este sea positivo y As2'˂0

Para este valor constructivo se recalcula a por la ecuación de momentos respecto a As

Y finalmente en la ecuación de fuerzas:

c) Cuando en los cálculos anteriores se obtiene que As=0

Esta situación indica que no es posible cumplir la condición buscada por mucha cantidad de refuerzo As' que se coloque:

Si se empleó As2' la sección no trabajará en tracción controlada, es posible que colocando As1' pueda garantizarse que esté en la zona de transición y el fallo sea dúctil.

Si se empleó As1' la sección tendrá un fallo frágil y el acero menos comprimido no alcanzará la fluencia.

Ante este caso se estará en el Dominio 4 y debe recalcularse As' empleando el mismo procedimiento que para los Dominios 4a o 5.