Unidad 12 estructuras p1

Unidad 12: Estructuras Dr. Alfonso Ram贸n Chung Pinz谩s

¿QUE SON LAS ESTRUCTURAS METÁLICAS?

• Es aquel conjunto de elementos que pueden sostener una carga sin romperse ni sufrir una deformación considerable

TIPOS GENERALES DE ESTRUCTURAS • Naturales, si son creadas por la naturaleza, por ejem. Esqueletos, formaciones rocosas etc.

TIPOS GENERALES DE ESTRUCTURAS • Artificiales, si son creadas por el hombre, ejemplo, puentes, estructuras de edificios etc.

ESFUERZOS ESTRUCTURALES • Son las diferentes cagas y esfuerzos que deben soportar las estructuras, a parte de su peso

TIPOS DE ESFUERZOS • Tracción • Compresión • Flexión • Torsión • Cortadura

TIPOS DE ESFUERZOS - TRACCIÓN • Las fuerzas de tracción, son aquellas que tienden a estirar al elemento sometido a ellas

TIPOS DE ESFUERZOS - COMPRESIÓN • Se dice que un cuerpo está sometido a compresión, cuando las fuerzas tienden a aplastarlo.

TIPOS DE ESFUERZOS - FLEXIÓN • Un cuerpo está sometido a flexión, cuando las fuerzas tienden a doblarlo.

TIPOS DE ESFUERZOS -TORSIÓN • Un cuerpo está sometido a torsión cuando las fuerzas que actúan en el tienden a retorcerlo.

TIPOS DE ESFUERZOS - CORTADURA • Es cortadura, cuando las fuerzas que actúan en un cuerpo tienden a cortarlo o desgarrarlo.

ELEMENTOS RESISTENTES • Son aquellos elementos que le dan a la estructura la capacidad de resistir las cargas y esfuerzos.

ELEMENTOS RESISTENTES - PILARES • Son aquellos elementos que están colocados en forma vertical y resisten el peso que hay sobre ellos, si tienen forma cilíndrica se denominan columnas

ELEMENTOS RESISTENTES - VIGAS โ ข Aquellos que generalmente se coloca en forma horizontal y transmite al carga a los pilares, estรกn formados por perfiles

ELEMENTOS RESISTENTES - TIRANTES • Son cables de hilos de acero que le dan rigidez y resistencia a la estructura

ELEMENTOS RESISTENTES - ARCOS • Es en elemento bastante antiguo y aún usado, ya que distribuye la carga en su estructura

ELEMENTOS RESISTENTES - TRIANGULOS • El triangulo es la forma geométrica más estable, cuando se usa como escuadra o nervio da mayor fortaleza a la estructura

TIJERALES • Son estructuras que se utilizan para soportar techos o como estructura de puentes, también se les llama celosías.

• Están formado por barras dispuestas en formas especiales unidas por nudos

TIJERALES

CALCULO ESTRUCTURAL • El calculo estructural está definido por el Reglamento Nacional de Edificaciones.

• Considera el cálculo mediante los métodos de Factores de Carga y Resistencia (LRFD) y el método por Esfuerzos Permisibles (ASD).

• Esta norma se ajusta a la ASTM y AISI

RELACIONES DE ESBELTEZ • La relación de esbeltez es la relación entre la longitud de un miembro y su radio de giro.

• Para elementos cuyo diseño se basa en fuerzas de compresión, las relaciones de esbeltez (Kl / r) no deben exceder, preferentemente, de 200.

• Para elementos cuyo diseño esta basado en fuerzas de tracción, las relaciones de esbeltez l / r no deben exceder, preferentemente, de 300. Esta recomendación no se aplica a varillas en tracción.

• Para pórticos arriostrados tomar K=1 en caso de no arriostrados ver el numeral 3.2.2 de la norma

ESFUERZO ADMISIBLE (ASD) TRACCIÓN • Según la norma E.090 el esfuerzo admisible no debe exceder de 0,60Fy en el área total, ni de u 0,50Fu en el área neta efectiva.

• Los datos de Fu y Fy se encuentran en tablas.

• Considerar las formulas que se presentan a continuación

CARGAS - GENERALIDADES • El Reglamento Nacional de Construcciones define carga como: “Fuerza u otras acciones que resulten del peso de los materiales de construcción, ocupantes y sus pertenencias, efectos del medio ambiente, movimientos diferenciales y cambios dimensionales restringidos.

CARGAS - CLASIFICACIÓN • Las cargas pueden ser: Cargas Vivas o Cargas Muertas

CARGAS MUERTAS • Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que sean permanentes o con una variación en su magnitud, pequeña en el tiempo.

CARGAS VIVAS โ ข Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificaciรณn.

PERFILES INDUSTRIALES

PERFILES • Son aquellos que elementos que pueden ser usados como vigas o pilares.

• Pueden estar constituidos de diversos materiales, los más resistentes y ligeros son perfiles metálicos.

FORMULA DE ESFUERZO • ∂=F/A…….(1) Donde: • ∂= Esfuerzo en lb/pulg2 • F= Fuerza • A=Área • Para el acero A36: ∂=36000 PSI x 0,6 = 21600 PSI, es decir ∂ = esfuerzo admisible

FORMULA DE ESBELTEZ TIPOS TRACCIÓN MIEMBROS PRIMARIOS l/r < 240 MIEMBROS SECUNDARIOS l/r < 300

COMPRESIÓN Kl/r < 200 Kl/r < 200

Donde: • l= Longitud del elemento sometido a analizar • K=1 cuando está arriostrado (Norma E90)

PUNTOS CLAVE EN LA TABLA DE PERFILES

SELECCIÓN DE PERFILES • Para la selección es necesario determinar las fuerzas que actúan sobre la estructura.

• Seleccionar la mayor fuerza de tensión y compresión (primario y secundario) • Para elementos sometidos a tracción hallar el área (A) y el radio (r) con las formulas respectivas • Luego con el valor de r ubicar en tablas el perfil respectivo junto con su At y rt

SELECCIÓN DE PERFILES • Para aceptar el perfil, debe cumplir la siguiente condición: rt > r y At >A • En caso de no cumplir se busca otro y se repite el proceso.

• Para el caso de compresión, mediante el factor de esbeltez se halla r.

• Con el dato anterior buscar en tablas el perfil con At y rt • ∂ ya no será 21600 PSI sino que se deberá calcular el factor de esbeltez(t) con rt

SELECCIÓN DE PERFILES • Con el valor de esbeltez(t) ir a la tabla 1-36 que es válida para miembros sometidos a compresión hallar el nuevo ∂(t) y aplicarle el factor de seguridad (0,6).

• Con At y ∂(t) hallar Fa asimismo con F y ∂(t) calcular A. • Para aceptar el perfil, debe de verificarse que: Fa > F y At > A

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