(Microsoft Word - Manual de Dise321o Estructural i)

VERSION 2010 MANUAL DE ESTRUCTURAS I

CATEDRATICO: ING. JESÚS EMMANUEL CERÓN CARBALLO Página 1 DE 100

MANUAL PARA CURSO DE:

DISEÑO ESTRUCTURAL I NOMBRE DEL ALUMNO:



TEMARIO:

ÍNDICE

I. EL SIGNIFICADO DE LAS ESTRUCTURAS

1) Los objetivos del diseño estructural…………………………… ( 5 ) 2) Seguridad estructural (factores)……………………………….. ( 6 ) 3) Estados limite de falla y de servicio…………………………… ( 7 ) 4) Factibilidad estructural………………………………………….. ( 8 ) 5) Reacciones internas en los materiales……………………….. ( 9 ) 6) Deformación elástica, permanente y fractura………………... ( 10 ) 7) Acciones y reacciones en los elementos estructurales……… ( 10 ) 8) Tensión. ………………………………………………………….. ( 12 ) 9) Compresión……………………………………………………… ( 12 ) 10) Torsión……………………………………………………………. ( 13 ) 11) Flexión…………………………………………………………….. ( 13 ) 12) Plasto deformación………………………………………………. ( 14 ) 13) Fatiga……………………………………………………………… ( 15 )

II. ACCIONES: PERMANENTES, VARIABLES Y ACCIDENTALES

1) Permanentes………………….…………………………………. ( 17 ) 2) Carga muerta…………………………………………………….. ( 18 ) 3) Características principales de concreto y acero……………… ( 19 ) 4) Cagas variables (carga viva)……………………………..……. ( 24 ) 5) Cargas accidentales (viento y sismo)……………………..….. ( 29 ) 6) Concreto armado………………………………………………… ( 41 ) 7) Proporciona-miento de mezclas de concreto………………….. ( 45 )

III. CASA HABITACIÓN DE 2 NIVELES

1) Estructuración…………………………………………..……….. ( 47 ) 2) Diseño o Revisión estructural…………………………………. ( 52 ) 3) Análisis Mecánico……………………….……………………… ( 53 ) 4) Área tributaria……………………………..…………………….. ( 56 ) 5) Método de bisección…………………….……………………… ( 58 ) 6) Método de Repartición Lateral…………………………………. ( 60 ) 7) Método de Placa Rígida………………………………………… ( 61 ) 8) Impacto y resonancia…………………………………………… ( 65 ) 9) Bajada de Cargas……………………………………………….. ( 68 ) 10) Tipos de cimentación…………………………………………… ( 69 ) 11) Diseño de Cimentación con mampostería……………………. ( 71 )



IV. EDIFICIO RETICULAR DE 4 NIVELES

1) Estructuración…………………………………………………… ( 75 ) 2) Definición de trabes principales………………………………. ( 77 ) 3) Definición de trabes secundarias……………………………… ( 77 ) 4) Definición de trabes sucesivas………………………………… ( 77 ) 5) Clasificación de los edificios...………………………………….. ( 79 ) 6) Clasificación de la estructuración……………………………… ( 81 ) 7) Forma Práctica para realizar un proyecto estructural.......... ( 83 )

V. SISTEMAS ESTRUCTURALES

1) Tipos de estructuras…………………………………………….. ( 85 ) 2) Vigas……………………………………………………………… ( 86 ) 3) Armaduras planas y armaduras en el espacio………………. ( 86 ) 4) Marcos planos y marcos en el espacio………………………. ( 87 ) 5) Parrillas…………………………………................................... ( 88 ) 6) Definición de miembro, nudo, y apoyo……………………….. ( 89 ) 7) Continuidad estructural……………………………………........ ( 89 ) 8) Tipos de apoyos (libre, articulado y empotrado……………… ( 91 ) 9) Definición de Acción y Reacción…………………................. ( 91 ) 10) Deformaciones en Miembros…………………………............. ( 94 ) 11) Desplazamientos en Nodos………………………………….... ( 95 ) 12) Método de la Carga Unitaria…………………………………… ( 98 ) 13) Método de superposición………………………………………. ( 100 )



DISEÑO ESTRUCTURAL



EL SIGNIFICADO DE LAS ESTRUCTURAS

OBJETIVOS:

1. DEFINIR LAS ACCIONES QUE PUEDEN OBRAR SOBRE LAS CONSTRUCCIONES, ASÍ COMO SUS POSIBLES EFECTOS SOBRE ELLAS Y LA FORMA DE TOMARLOS EN CUENTA PARA FINES DE DISEÑO ESTRUCTURAL.

2. ESTABLECER LAS CONDICIONES DE SEGURIDAD Y DE SERVICIO QUE DEBERÁN REVISARSE AL REALIZAR EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA CONSTRUCCIÓN, ASÍ COMO LOS CRITERIOS DE ACEPTACIÓN RELATIVOS A CADA UNA DE DICHAS CONDICIONES.



3. ESTABLECER LAS COMBINACIONES DE ACCIONES QUE DEBERÁN SUPONERSE APLICADAS SIMULTÁNEAMENTE PARA REVISAR CADA UNA DE LAS CONDICIONES DE SEGURIDAD Y SERVICIO ESTABLECIDAS DE ACUERDO CON LO QUE SE MENCIONA EN EL INCISO ANTERIOR.

SEGURIDAD

LAS ESTRUCTURAS NO SOLO DEBEN SOPORTAR LAS CARGAS IMPUESTAS (ESTADO LÍMITE DE FALLA),SINO QUE ADEMÁS LAS DEFLEXIONES Y VIBRACIONES RESULTANTES, NO SEAN EXCESIVAS ALARMANDO A LOS OCUPANTES, O PROVOQUEN AGRIETAMIENTOS (ESTADO LÍMITE DE SERVICIO)



SE ALCANZA UN ESTADO LÍMITE DE COMPORTAMIENTO EN UNA CONSTRUCCIÓN CUANDO SE PRESENTA UNA COMBINACIÓN DE FUERZAS, DESPLAZAMIENTOS, NIVELES DE FATIGA, O VARIOS DE ELLOS, QUE DETERMINA EL INICIO O LA OCURRENCIA DE UN MODO DE COMPORTAMIENTO INACEPTABLE DE DICHA CONSTRUCCIÓN, TALES ESTADOS LÍMITE SE CLASIFICAN EN DOS GRUPOS:

ESTADOS LÍMITE DE FALLA

SE REFIEREN A MODOS DE COMPORTAMIENTO QUE PONEN EN PELIGRO LA ESTABILIDAD DE LA CONSTRUCCIÓN O DE UNA PARTE DE ELLA, O SU CAPACIDAD PARA RESISTIR NUEVAS APLICACIONES DE CARGA.

ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO

INCLUYEN LA OCURRENCIA DE DAÑOS ECONÓMICOS O LA PRESENTACIÓN DE CONDICIONES QUE IMPIDEN EL DESARROLLO ADECUADO DE LAS FUNCIONES PARA LAS QUE SE HAYA PROYECTADO LA CONSTRUCCIÓN.



COSTO

EL PROYECTISTA DEBE SIEMPRE PROCURAR ABATIR LOS COSTOS DE CONSTRUCCIÓN SIN REDUCIR LA RESISTENCIA, ALGUNAS IDEAS QUE PERMITEN HACERLO SON USANDO SECCIONES ESTÁNDAR HACIENDO DETALLADO SIMPLE DE CONEXIONES Y PREVIENDO UN MANTENIMIENTO SENCILLO.

FACTIBILIDAD

LAS ESTRUCTURAS DISEÑADAS DEBEN FABRICARSE Y MONTARSE SIN PROBLEMAS, POR LO QUE EL PROYECTISTA DEBE ADECUARSE AL EQUIPO E INSTALACIONES DISPONIBLES DEBIENDO APRENDER COMO SE REALIZA LA FABRICACIÓN Y EL MONTAJE DE LAS ESTRUCTURAS PARA PODER DETALLARLAS ADECUADAMENTE, DEBIENDO APRENDER TOLERANCIAS DE MONTAJE, DIMENSIONES MÁXIMAS DE TRANSPORTE, ESPECIFICACIONES SOBRE INSTALACIONES; DE TAL MANERA QUE EL PROYECTISTA SE SIENTA CAPAZ DE FABRICAR Y MONTAR LA ESTRUCTURA QUE ESTA DISEÑANDO.

ESPECIFICACIONES Y CÓDIGOS DE CONSTRUCCIÓN

LAS ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS NO SE HAN DESARROLLADO PARA RESTRINGIR AL INGENIERO SINO PARA PROTEGER AL USUARIO DE ESTAS. NO TODO SE ENCUENTRA EN LOS REGLAMENTOS ASÍ QUE SIN IMPACTAR LOS CÓDIGOS O ESPECIFICACIONES EMPLEADOS, LA RESPONSABILIDAD FINAL DE LA ESTRUCTURA (SEGURIDAD) RECAE EN EL ARQUITECTO O INGENIERO ESTRUCTURAL.



EL PROYECTISTA DEBE APRENDER A DISTRIBUIR Y A PROPORCIONAR LAS PARTES DE LAS ESTRUCTURAS DE MANERA QUE TENGAN SUFICIENTE RESISTENCIA, SU MONTAJE SEA PRACTICO Y SEAN ECONÓMICAS.

CARGAS

UNA DE LAS TAREAS MÁS IMPORTANTES DEL PROYECTISTA ES DETERMINAR DE LA MANERA MÁS PRECISA POSIBLE EL VALOR DE LAS CARGAS QUE SOPORTARÁ LA ESTRUCTURA DURANTE SU VIDA ÚTIL, ASÍ COMO SU POSICIÓN Y TAMBIÉN DETERMINAR LAS COMBINACIONES MÁS DESFAVORABLES QUE DE ACUERDO A LOS REGLAMENTOS PUEDA PRESENTARSE.

RESISTENCIA

MAGNITUD DE UNA ACCIÓN, O DE UNA COMBINACIÓN DE ACCIONES, QUE PROVOCARÍA LA APARICIÓN DE UN ESTADO LÍMITE DE FALLA DE LA ESTRUCTURA O CUALESQUIERA DE SUS COMPONENTES.

EN GENERAL, LA RESISTENCIA SE EXPRESARÁ EN TÉRMINOS DE LA FUERZA INTERNA, O COMBINACIÓN DE FUERZAS INTERNAS, QUE CORRESPONDEN A LA CAPACIDAD MÁXIMA DE LAS SECCIONES CRÍTICAS DE LA ESTRUCTURA. SE ENTENDERÁ POR FUERZAS INTERNAS LAS FUERZAS AXIALES Y CORTANTES Y LOS MOMENTOS DE FLEXIÓN Y TORSIÓN QUE ACTÚAN EN UNA SECCIÓN DE LA ESTRUCTURA.



EJEMPLOS-OBSERVACIONES:

LOS MATERIALES RESPONDEN A DICHAS FUERZAS CON:

• UNA DEFORMACIÓN ELÁSTICA (EN LA QUE EL MATERIAL VUELVE A SU TAMAÑO Y FORMA ORIGINALES CUANDO SE ELIMINA LA FUERZA EXTERNA).

• UNA DEFORMACIÓN PERMANENTE

• UNA FRACTURA.

LOS EFECTOS DE UNA FUERZA EXTERNA DEPENDIENTES DEL TIEMPO SON LA PLASTO-DEFORMACIÓN Y LA FATIGA.



DEFORMACIONES:



LA TENSIÓN:

ES UNA FUERZA QUE TIRA, Y SE TRASMITE EN FORMA AXIAL A TODO LO LARGO DEL MATERIAL.

POR EJEMPLO, LA FUERZA QUE ACTÚA SOBRE UN CABLE QUE SOSTIENE UN PESO. BAJO TENSIÓN, UN MATERIAL SUELE ESTIRARSE, Y RECUPERA SU LONGITUD ORIGINAL SI LA FUERZA NO SUPERA EL LÍMITE ELÁSTICO DEL MATERIAL. BAJO TENSIONES MAYORES, EL MATERIAL NO VUELVE COMPLETAMENTE A SU SITUACIÓN ORIGINAL, Y CUANDO LA FUERZA ES AÚN MAYOR, SE PRODUCE LA RUPTURA DEL MATERIAL.

LA COMPRESIÓN:

ES UNA PRESIÓN QUE TIENDE A CAUSAR UNA REDUCCIÓN DE VOLUMEN POR APLASTAMIENTO.

POR EJEMPLO: SI LA FUERZA POR EL PESO DE UNA CIMENTACIÓN QUE ACTÚA SOBRE EL TERRENO NATURAL FUERA MAYOR A SU VALOR DE RESISTENCIA NATURAL, SE PROVOCARÍA UNA REDUCCIÓN DE VOLUMEN REFERENTE A QUE EL MATERIAL DEL TERRENO REPRESENTA UNA CAPACIDAD DE CARGA NO APTA PARA ESE TIPO DE CIMENTACIÓN.



LA TORSIÓN:

DEFORMACIÓN HELICOIDAL QUE SUFRE UN CUERPO CUANDO SE LE APLICA UN PAR DE FUERZAS (SISTEMA DE FUERZAS PARALELAS DE IGUAL MAGNITUD Y SENTIDO CONTRARIO).

LA TORSIÓN SE PUEDE MEDIR OBSERVANDO LA DEFORMACIÓN QUE PRODUCE EN UN OBJETO UN PAR DETERMINADO.

POR EJEMPLO, SE FIJA UN OBJETO CILÍNDRICO DE LONGITUD DETERMINADA POR UN EXTREMO, Y SE APLICA UN PAR DE FUERZAS AL OTRO EXTREMO; LA CANTIDAD DE VUELTAS QUE DÉ UN EXTREMO CON RESPECTO AL OTRO ES UNA MEDIDA DE TORSIÓN.

LOS MATERIALES EMPLEADOS EN INGENIERÍA PARA ELABORAR ELEMENTOS DE MÁQUINAS ROTATORIAS, COMO LOS CIGÜEÑALES Y ÁRBOLES DE LOS MOTORES, DEBEN RESISTIR LAS TENSIONES DE TORSIÓN QUE LES APLICAN LAS CARGAS QUE MUEVEN.

LA FLEXIÓN:

DEFORMACIÓN POR PANDEO QUE SUFRE UN CUERPO AL MOMENTO DE APLICÁRSELE UNA FUERZA AXIAL O LONGITUDINAL, SIEMPRE QUE EL CUERPO MANTENGA PUNTOS DE SOPORTE EN SUS EXTREMOS.

EJEMPLOS: PANDEO POR CARGA EXCESIVA DE UNA COLUMNA, O DE UNA VIGA.



LA PLASTO-DEFORMACIÓN:

ES UNA DEFORMACIÓN PERMANENTE GRADUAL CAUSADA POR UNA FUERZA CONTINUADA SOBRE UN MATERIAL.

LOS MATERIALES SOMETIDOS A ALTAS TEMPERATURAS SON ESPECIALMENTE VULNERABLES A ESTA DEFORMACIÓN.

POR EJEMPLO:

• LA PÉRDIDA DE PRESIÓN GRADUAL DE LAS TUERCAS DE UNA ESTRUCTURA DE ACERO,

• LA COMBADURA DE CABLES TENDIDOS SOBRE DISTANCIAS LARGAS

• LA DEFORMACIÓN DE LOS COMPONENTES DE SOPORTES DE UN

ELEVADOR POR CARGA EXCESIVA.

EN MUCHOS CASOS, ESTA DEFORMACIÓN LENTA CESA PORQUE LA FUERZA QUE LA PRODUCE DESAPARECE A CAUSA DE LA PROPIA DEFORMACIÓN. CUANDO LA PLASTO- DEFORMACIÓN SE PROLONGA DURANTE MUCHO TIEMPO, EL MATERIAL ACABA ROMPIÉNDOSE.



LA FATIGA:

PUEDE DEFINIRSE COMO UNA FRACTURA PROGRESIVA.

SE PRODUCE CUANDO UNA ESTRUCTURA ESTÁ SOMETIDA A UN ESFUERZO REPETIDO O CÍCLICO.

POR EJEMPLO UNA VIBRACIÓN. AUNQUE EL ESFUERZO MÁXIMO NUNCA SUPERE EL LÍMITE ELÁSTICO, EL MATERIAL PUEDE ROMPERSE INCLUSO DESPUÉS DE POCO TIEMPO. EN ALGUNOS METALES, COMO LAS ALEACIONES DE TITANIO, PUEDE EVITARSE LA FATIGA MANTENIENDO LA FUERZA CÍCLICA POR DEBAJO DE UN NIVEL DETERMINADO.

EN LA FATIGA NO SE OBSERVA NINGUNA DEFORMACIÓN APARENTE, PERO SE DESARROLLAN PEQUEÑAS GRIETAS LOCALIZADAS QUE SE PROPAGAN POR EL MATERIAL HASTA QUE LA SUPERFICIE EFICAZ QUE QUEDA NO PUEDE AGUANTAR EL ESFUERZO MÁXIMO DE LA FUERZA CÍCLICA.

EL CONOCIMIENTO DEL ESFUERZO DE TENSIÓN, LOS LÍMITES ELÁSTICOS Y LA RESISTENCIA DE LOS MATERIALES A LA PLASTO-DEFORMACIÓN Y LA FATIGA SON EXTREMADAMENTE IMPORTANTES EN INGENIERÍA.

EJEMPLOS:



EJEMPLO:



ACCIONES: PERMANENTES, VARIABLES Y ACCIDENTALES

TIPOS DE CARGAS

• CARGAS MUERTAS

• CARGAS VIVAS



• CARGAS ACCIDENTALES

CARGAS MUERTAS

SON AQUELLAS CUYA MAGNITUD Y POSICIÓN, PERMANECEN PRÁCTICAMENTE CONSTANTES DURANTE LA VIDA ÚTIL DE LA ESTRUCTURA.

• PESO PROPIO.

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_________________________________________________________________________

• INSTALACIONES.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________



• EMPUJES DE RELLENOS DEFINITIVOS.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

• CARGAS DEBIDAS A DEFORMACIONES PERMANENTES.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

GRAFICA COMPORTAMIENTO DE LAS CARGAS MUERTAS EN UN LAPSO DE TIEMPO:

SE CONSIDERARÁN COMO CARGAS MUERTAS LOS PESOS DE TODOS LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS, DE LOS ACABADOS Y DE TODOS LOS ELEMENTOS QUE OCUPAN UNA POSICIÓN PERMANENTE Y TIENEN UN PESO QUE NO CAMBIA SUSTANCIALMENTE CON EL TIEMPO.



PESO PROPIO:



MATERIALES UTILIZADOS EN LA LOSA DE CONCRETO ARMADO:



MATERIALES UTILIZADOS EN UNA LOSA RETICULAR:



MATERIALES UTILIZADOS EN LOS MUROS DE CARGA:



PARA LA EVALUACIÓN DE LAS CARGAS MUERTAS SE EMPLEARÁN LAS DIMENSIONES ESPECIFICADAS DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS Y LOS PESOS UNITARIOS DE LOS MATERIALES. PARA ESTOS ÚLTIMOS SE UTILIZARÁN VALORES MÍNIMOS PROBABLES CUANDO SEA MÁS DESFAVORABLE PARA LA ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA CONSIDERAR UNA CARGA MUERTA MENOR, COMO EN EL CASO DE VOLTEO, FLOTACIÓN, LASTRE Y SUCCIÓN PRODUCIDA POR VIENTO. EN OTROS CASOS SE EMPLEARÁN VALORES MÁXIMOS PROBABLES.

CARGAS VIVAS

SON CARGAS VARIABLES EN MAGNITUD Y POSICIÓN DEBIDAS AL FUNCIONAMIENTO PROPIO DE LA ESTRUCTURA.

• PERSONAL.

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• MOBILIARIO.

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• EMPUJES DE CARGAS DE ALMACENES.

_________________________________________________________________________

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ESTAS CARGAS SE ESPECIFICAN COMO UNIFORMEMENTE REPARTIDAS POR UNIDAD DE ÁREA

LAS CARGAS VIVAS SEGÚN SU TRATAMIENTO SE PUEDEN CLASIFICAR EN TRES TIPOS QUE SE MUESTRAN A CONTINUACIÓN:



1. CARGAS VIVAS MÁXIMAS PARA DISEÑO POR CARGA GRAVITACIONAL (COMBINACIÓN COMÚN).

2. CARGAS VIVAS MEDIAS PARA DISEÑO POR ESTADO LÍMITE DE

SERVICIO.

3. CARGAS VIVAS INSTANTÁNEAS PARA DISEÑO POR COMBINACIÓN ACCIDENTAL.

GRAFICA COMPORTAMIENTO DE LAS CARGAS VIVAS EN UN LAPSO DE TIEMPO:

LA VIDA ÚTIL DE UNA ESTRUCTURA ES DE APROXIMADAMENTE 50 AÑOS. SE CONSIDERARÁN CARGAS VIVAS LAS FUERZAS QUE SE PRODUCEN POR EL USO Y OCUPACIÓN DE LAS EDIFICACIONES Y QUE NO TIENEN CARÁCTER PERMANENTE. A MENOS QUE SE JUSTIFIQUEN RACIONALMENTE OTROS VALORES.

LAS CARGAS ESPECIFICADAS NO INCLUYEN EL PESO DE MUROS DIVISORIOS DE MAMPOSTERÍA O DE OTROS MATERIALES, NI EL DE MUEBLES, EQUIPOS U OBJETOS DE PESO FUERA DE LO COMÚN, COMO CAJAS FUERTES DE GRAN TAMAÑO, ARCHIVOS IMPORTANTES, LIBREROS PESADOS O CORTINAJES EN SALAS DE ESPECTÁCULOS.

CUANDO SE PREVEAN TALES CARGAS DEBERÁN CUANTIFICARSE Y TOMARSE EN CUENTA EN EL DISEÑO EN FORMA INDEPENDIENTE DE LA CARGA VIVA ESPECIFICADA. LOS VALORES ADOPTADOS DEBERÁN JUSTIFICARSE EN LA MEMORIA DE CÁLCULO E INDICARSE EN LOS PLANOS ESTRUCTURALES.



TABLA CARGAS VIVAS UNITARIAS, KN/M² (KG/M²)

DESTINO DE PISO O CUBIERTA W WA WM

A) HABITACIÓN (CASA–HABITACIÓN, DEPARTAMENTOS, VIVIENDAS, DORMITORIOS, CUARTOS DE HOTEL, INTERNADOS DE ESCUELAS, CUARTELES, CÁRCELES, CORRECCIONALES, HOSPITALES Y SIMILARES)

0.7 (70)

0.9 (90)

1.7 (170)

B) OFICINAS, DESPACHOS Y LABORATORIOS 1.0 (100)

1.8 (180)

2.5 (250)

C) AULAS 1.0 (100)

1.8 (180)

2.5 (250)

D) COMUNICACIÓN PARA PEATONES (PASILLOS, ESCALERAS, RAMPAS, VESTÍBULOS Y PASAJES DE ACCESO LIBRE AL PÚBLICO)

0.4 (40)

1.5 (150)

3.5 (350)

E) ESTADIOS Y LUGARES DE REUNIÓN SIN ASIENTOS INDIVIDUALES

0.4 (40)

3.5 (350)

4.5 (450)

F) OTROS LUGARES DE REUNIÓN (BIBLIOTECAS, TEMPLOS, CINES, TEATROS, GIMNASIOS, SALONES DE BAILE, RESTAURANTES, SALAS DE JUEGO Y SIMILARES)

0.4 (40)

2.5 (250)

3.5 (350)

G) COMERCIOS, FÁBRICAS Y BODEGAS 0.8WM 0.9WM WM

H) AZOTEAS CON PENDIENTE NO MAYOR DE 5 %

0.15 (15)

0.7 (70)

1.0 (100)

I) AZOTEAS CON PENDIENTE MAYOR DE 5 %; OTRAS CUBIERTAS, CUALQUIER PENDIENTE.

0.05 (5)

0.2 (20)

0.4 (40)

J) VOLADOS EN VÍA PÚBLICA (MARQUESINAS, BALCONES Y SIMILARES)

0.15 (15)

0.7 (70)

3 (300)

K) GARAJES Y ESTACIONAMIENTOS (EXCLUSIVAMENTE PARA AUTOMÓVILES)

0.4 (40)

1.0 (100)

2.5 (250)



PARA LA APLICACIÓN DE LAS CARGAS VIVAS UNITARIAS SE DEBERÁ TOMAR EN CONSIDERACIÓN LAS SIGUIENTES DISPOSICIONES:

a) LA CARGA VIVA MÁXIMA WM SE DEBERÁ EMPLEAR PARA DISEÑO ESTRUCTURAL POR FUERZAS GRAVITACIONALES Y PARA CALCULAR ASENTAMIENTOS INMEDIATOS EN SUELOS, ASÍ COMO PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS CIMIENTOS ANTE CARGAS GRAVITACIONALES;

b) LA CARGA INSTANTÁNEA WA SE DEBERÁ USAR PARA DISEÑO SÍSMICO Y POR VIENTO Y CUANDO SE REVISEN DISTRIBUCIONES DE CARGA MÁS DESFAVORABLES QUE LA UNIFORMEMENTE REPARTIDA SOBRE TODA EL ÁREA;

c) LA CARGA MEDIA W SE DEBERÁ EMPLEAR EN EL CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS DIFERIDOS Y PARA EL CÁLCULO DE FLECHAS DIFERIDAS; Y

d) CUANDO EL EFECTO DE LA CARGA VIVA SEA FAVORABLE PARA LA ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA, COMO EN EL CASO DE PROBLEMAS DE FLOTACIÓN, VOLTEO Y DE SUCCIÓN POR VIENTO, SU INTENSIDAD SE CONSIDERARÁ NULA SOBRE TODA EL ÁREA.



EJEMPLO DE CARGAS VIVAS:



CARGAS ACCIDENTALES:

VIENTO:

ESTAS CARGAS DEPENDEN DE LA UBICACIÓN DE LA ESTRUCTURA, DE SU ALTURA, DEL ÁREA EXPUESTA Y DE LA POSICIÓN. LAS CARGAS DE VIENTO SE MANIFIESTAN COMO PRESIONES Y SUCCIONES.

EN GENERAL NI SE ESPECIFICAN NORMAS DE DISEÑO PARA EL EFECTO DE HURACANES O TORNADOS, DEBIDO A QUE SE CONSIDERA INCOSTEABLE EL DISEÑO CONTRA ESTOS EFECTOS; SIN EMBARGO, SE SABE QUE EL DETALLADO CUIDADO DEL REFUERZO, Y LA UNIÓN DE REFUERZOS EN LOS SISTEMAS DE PISO CON MUROS MEJORA NOTABLEMENTE SU COMPORTAMIENTO.

W � 0.00555 C A V PAREDES RECTANGULARES CON DIVISIONES: DONDE C=0.68 CUANDO EL ANGULO SEA 0º A 30º DONDE C=0.75 CUANDO EL ANGULO SEA 30º A 90º PAREDES PARA BARDAS: C=1.43 A=ÁREA ; V= VELOCIDAD DEL VIENTO



EJEMPLO DE CARGAS ACCIDENTALES:



VELOCIDADES MEDIAS REGISTRADAS EN LOS ESTADOS UNIDOS MEXICANOS

CIUDAD NUM. OBS. V10 V50 V100 V200 V2000

ACAPULCO, GRO. 12002 129 162 172 181 209

AGUASCALIENTES, AGS. 1001 118 141 151 160 189

CAMPECHE, CAMP. 4003 98 132 146 159 195

CD. GUZMAN, JAL. 14030 101 120 126 132 155

*CD. JUAREZ, CHIH. 116 144 152 158 171

CD. OBREGON, SON. 26020 147 169 177 186 211

CD. VICTORIA, TAMPS. 28165 135 170 184 197 235

COATZACOALCOS, VER. 30027 117 130 137 145 180

COLIMA, COL. 6006 105 128 138 147 174

COLOTLAN, JAL. 14032 131 148 155 161 178

COMITAN, CHIS. 7025 72 99 112 124 160

COZUMEL, Q. ROO. 23005 124 158 173 185 213

*CUERNAVACA, MOR. 17726 93 108 114 120 139

CULIACAN, SIN. 25014 94 118 128 140 165

CHAPINGO, EDO. MEX. 15021 91 110 118 126 150

CHETUMAL, Q. ROO. 23006 119 150 161 180 220

CHIHUAHUA, CHIH. 8040 122 136 142 147 165

CHILPANCINGO, GRO. 12033 109 120 127 131 144

DURANGO, DGO. 10017 106 117 122 126 140

ENSENADA, B. C. 2025 100 148 170 190 247

GUADALAJARA, JAL. 14065 146 164 170 176 192

GUANAJUATO, GTO. 11024 127 140 144 148 158

*GUAYMAS, SON. 26039 130 160 174 190 237

HERMOSILLO, SON. 26040 122 151 164 179 228

JALAPA, VER. 30075 118 137 145 152 180

LA PAZ, B.C. 3026 135 171 182 200 227

LAGOS DE MORENO, JAL. 14083 118 130 135 141 157





*LEON, GTO. 11025 127 140 144 148 157

MANZANILLO, COL. 6018 110 158 177 195 240

MAZATLAN, SIN. 25062 145 213 225 240 227

MERIDA, YUC. 31019 122 156 174 186 214

*MEXICALI, B.C. 100 149 170 190 240

MEXICO, D.F. 9048 98 115 120 129 150

*MONCLOVA, COAH. 5019 123 145 151 159 184

MONTERREY, N.L. 19052 123 143 151 158 182

MORELIA, MICH. 16080 79 92 97 102 114

NVO CASAS GDES, CHIH. 8107 117 134 141 148 169

OAXACA, OAX. 20078 104 114 120 122 140

ORIZABA, VER. 30120 126 153 163 172 198

PACHUCA, HGO. 13022 117 128 133 137 148

*PARRAL DE HGO., CHIH. 121 141 149 157 181

PIEDRAS NEGRAS, COAH. 5025 137 155 161 168 188

PROGRESO, YUC. 31023 103 163 181 198 240

PUEBLA, PUE. 21120 93 106 112 117 132

PUERTO CORTES, B.C. 3046 129 155 164 172 196

*PUERTO VALLARTA, JAL. 14116 108 146 159 171 203





QUERETARO, QRO. 22013 103 118 124 131 147

RIO VERDE, SLP. 24062 84 111 122 130 156

SALINA CRUZ, OAX. 20100 109 126 135 146 182

SALTILLO, COAH. 5034 111 124 133 142 165 S.C. DE LAS CASAS, CHIS. 7144 75 92 100 105 126

SAN LUIS POTOSI, SLP. 24070 126 141 147 153 169

S. LA MARINA, TAMPS. 28092 130 167 185 204 252

TAMPICO, TAMPS. 28110 129 160 177 193 238

TAMUIN, SLP. 24140 121 138 145 155 172

TAPACHULA, CHIS. 7164 90 111 121 132 167

TEPIC, NAY. 18039 84 102 108 115 134

TLAXCALA, TLAX. 29031 87 102 108 113 131

TOLUCA, EDO. DE MEX. 15126 81 93 97 102 115

TORREON, COAH. 5040 136 168 180 193 229

TULANCINGO, HGO. 13041 92 106 110 116 130

TUXPAN, VER. 30190 122 151 161 172 204 *TUXTLA GUTIERREZ, CHIS. 7165 90 106 110 120 141

VALLADOLID, YUC. 31036 100 163 180 198 240

VERACRUZ, VER. 30192 150 175 185 194 222

*VILLAHERMOSA, TAB. 27083 114 127 132 138 151

ZACATECAS, ZAC. 32031 110 122 127 131 143



EJEMPLO DE CARGA POR VIENTO EN UNA BARDA:



CARGAS ACCIDENTALES:

SISMO: ESTAS CARGAS INDUCIDAS EN LAS ESTRUCTURAS ESTÁN EN RELACIÓN A SU MASA Y ELEVACIÓN A PARTIR DEL SUELO; ASÍ COMO DE LAS ACELERACIONES DEL TERRENO Y DE LA CAPACIDAD DE LA ESTRUCTURA PARA DISIPAR ENERGÍA; ESTAS CARGAS SE PUEDEN DETERMINAR COMO FUERZAS ESTÁTICAS HORIZONTALES APLICADAS A LAS MASAS DE LA ESTRUCTURA, AUNQUE EN OCASIONES DEBIDO A LA ALTURA DE LOS EDIFICIOS O ESBELTEZ SE HACE NECESARIO UN ANÁLISIS DINÁMICO PARA DETERMINAR LAS FUERZAS MÁXIMAS A QUE ESTARÁ SOMETIDA LA ESTRUCTURA. ANÁLISIS ESTACIONAL:

FI � WI HI

∑�WI HI � WT C



REGIONES SÍSMICAS DE LOS ESTADOS UNIDOS MEXICANOS



ZONA SÍSMICA DE LOS ESTADOS UNIDOS MEXICANOS

TIPO DE SUELO A0 C TA (S) TB (S) R

ZONA A

I (TERRENO FIRME) II (TERRENO DE TRANSICIÓN) III (TERRENO COMPRESIBLE)

0.02 0.04 0.05

0.08 0.16 0.20

0.2 0.3 0.6

0.6 1.5 2.5

1/2 2/3 1

ZONA B I II III

0.04 0.08 0.10

0.14 0.30 0.36

0.2 0.3 0.6

0.6 1.5 2.9

1/2 2/3 1

ZONA C I II III

0.36 0.64 0.64

0.36 0.64 0.64

0.0 0.0 0.0

0.6 1.4 1.9

1/2 2/3 1

ZONA D I II III

0.50 0.86 0.86

0.50 0.86 0.86

0.0 0.0 0.0

0.6 1.2 1.7

1/2 2/3 1

A = ORDENADA DE LOS ESPECTROS DE DISEÑO, COMO FRACCIÓN DE LA ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD AO = VALOR DE A QUE CORRESPONDE A T = 0 C = COEFICIENTE SÍSMICO. T = PERIODO NATURAL DE VIBRACIÓN DE LA ESTRUCTURA (EN SEGUNDOS). TA, TB = PERIODOS CARACTERÍSTICOS DE LOS ESPECTROS DE DISEÑO (EN SEGUNDOS).



EJEMPLO DE APLICACIÓN DE FACTOR SISMO:



UNIDADES

SIEMPRE QUE ES POSIBLE, LAS EXPRESIONES ESTÁN ESCRITAS EN FORMA A DIMENSIONAL; DE LO CONTRARIO, JUNTO A LAS EXPRESIONES EN SISTEMA INTERNACIONAL, SE ESCRIBEN, ENTRE PARÉNTESIS, LAS EXPRESIONES EQUIVALENTES EN EL SISTEMA GRAVITACIONAL USUAL, EMPLEANDO LAS UNIDADES SIGUIENTES:

FUERZA KGF (KILOGRAMO FUERZA)

LONGITUD CM (CENTÍMETRO)

MOMENTO KGF-CM

ESFUERZO KGF/CM²

CADA SISTEMA DEBE UTILIZARSE CON INDEPENDENCIA DEL OTRO, SIN HACER COMBINACIONES ENTRE LOS DOS.

LAS UNIDADES QUE AQUÍ SE MENCIONAN SON LAS COMUNES DE LOS DOS SISTEMAS. SIN EMBARGO, NO SE PRETENDE PROHIBIR OTRAS UNIDADES EMPLEADAS CORRECTAMENTE, QUE EN OCASIONES PUEDEN SER MÁS CONVENIENTES; POR EJEMPLO, EN EL SISTEMA GRAVITACIONAL USUAL PUEDE SER PREFERIBLE EXPRESAR LAS LONGITUDES EN METROS (M), LAS FUERZAS EN TONELADAS (T) Y LOS MOMENTOS EN T-M.



UNIDADES CONVENCIONALES:



CONCRETO (HORMIGÓN) EL CONCRETO ES BÁSICAMENTE UNA MEZCLA DE DOS COMPONENTES:

AGREGADO Y PASTA. LA PASTA, COMPUESTA DE CEMENTO PORTLAND Y AGUA, UNE A LOS AGREGADOS (ARENA Y GRAVA O PIEDRA TRITURADA) PARA FORMAR UNA MASA SEMEJANTE A UNA ROCA PUES LA PASTA ENDURECE DEBIDO A LA REACCIÓN QUÍMICA ENTRE EL CEMENTO Y EL AGUA. LA CALIDAD DEL CONCRETO DEPENDE EN GRAN MEDIDA DE LA CALIDAD DE LA PASTA. EN UN CONCRETO ELABORADO ADECUADAMENTE, CADA PARTÍCULA DE AGREGADO ESTA COMPLETAMENTE CUBIERTA CON PASTA Y TAMBIÉN TODOS LOS ESPACIOS ENTRE PARTÍCULAS DE AGREGADO.

PARA CUALQUIER CONJUNTO ESPECIFICO DE MATERIALES Y DE CONDICIONES DE CURADO, LA CANTIDAD DE CONCRETO ENDURECIDO ESTA DETERMINADA POR LA CANTIDAD DE AGUA UTILIZADA EN LA RELACIÓN CON LA CANTIDAD DE CEMENTO.

A CONTINUACIÓN SE PRESENTAN ALGUNAS VENTAJAS QUE SE OBTIENEN AL REDUCIR EL CONTENIDO DE AGUA :

· SE INCREMENTA LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y A LA FLEXIÓN.

· SE TIENE MENOR PERMEABILIDAD, Y POR ENDE MAYOR HERMETICIDAD Y MENOR ABSORCIÓN.

· SE INCREMENTA LA RESISTENCIA AL INTEMPERISMO.

· SE LOGRA UNA MEJOR UNIÓN ENTRE CAPAS SUCESIVAS Y ENTRE EL

CONCRETO Y EL ESFUERZO.

EJEMPLO DE PRUEBAS DE LABORATORIO:





CONCRETO ARMADO ES EL CONCRETO QUE EN SU INTERIOR SE ALOJAN VARILLAS.

EJEMPLOS:

CONCRETO SIMPLE

ES EL CONCRETO QUE NO TIENE REFUERZO O VARILLAS EN SU INTERIOR.

EJEMPLOS:

CONCRETO

EL CONCRETO DE RESISTENCIA NORMAL EMPLEADO PARA FINES ESTRUCTURALES PUEDE SER DE DOS CLASES: CLASE 1, CON PESO VOLUMÉTRICO EN ESTADO FRESCO SUPERIOR A 22 KN/M³ (2.2 T/M³) Y CLASE 2 CON PESO VOLUMÉTRICO EN ESTADO FRESCO COMPRENDIDO ENTRE 19 Y 22 KN/M³ (1.9 Y 2.2 T/M³). ELEMENTOS DE CONCRETO ARMADO SEGÚN RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN:



LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN SE PUEDE DEFINIR COMO LA MÁXIMA RESISTENCIA MEDIDA DE UN ESPÉCIMEN DE CONCRETO O DE MORTERO A CARGA AXIAL. GENERALMENTE SE EXPRESA EN KILOGRAMOS POR CENTÍMETRO CUADRADO (KG/CM2) A UNA EDAD DE 28 DÍAS SE LE DESIGNE CON EL SÍMBOLO F’ C. PARA DE TERMINAR LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN, SE REALIZAN PRUEBAS ESPECÍMENES DE MORTERO O DE CONCRETO; A MENOS DE QUE SE ESPECIFIQUE DE OTRA MANERA, LOS ENSAYES A COMPRESIÓN DE MORTERO SE REALIZAN SOBRE CUBOS DE 5 CM. EN TANTO QUE LOS ENSAYES A COMPRESIÓN DEL CONCRETO SE EFECTÚAN SOBRE CILINDROS QUE MIDEN 15 CM DE DIÁMETRO Y 30 CM DE ALTURA. EL MODULO DE ELASTICIDAD DENOTANDO POR MEDIO DEL SÍMBOLO E, SE PUEDES DEFINIR COMO LA RELACIÓN DEL ESFUERZO NORMAL LA DEFORMACIÓN CORRESPONDIENTE PARA ESFUERZOS DE TENSIÓN O DE COMPRESIÓN POR DEBAJO DEL LIMITE DE PROPORCIONALIDAD DE UN MATERIAL. PARA CONCRETOS DE PESO NORMAL, E FLUCTÚA ENTRE 140,600 Y 422,000 KG/CM CUADRADO, Y SE PUEDE APROXIMAR COMO 15,100 VECES EL VALOR DE LA RAÍZ CUADRADA DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN.



PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLAS DE CONCRETO NORMAL

EL OBJETIVO AL DISEÑAR UNA MEZCLA DE CONCRETO CONSISTE EN DETERMINAR LA COMBINACIÓN MAS PRACTICA Y ECONÓMICA DE LOS MATERIALES CON LOS QUE SE DISPONE, PARA PRODUCIR UN CONCRETO QUE SATISFAGA LOS REQUISITOS DE COMPORTAMIENTO BAJO LAS CONDICIONES PARTICULARES DE SU USO. PARA LOGRAR TAL OBJETIVO, UNA MEZCLA DE CONCRETO BIEN PROPORCIONADA DEBERÁ POSEER LAS PROPIEDADES SIGUIENTES:

1. EN EL CONCRETO FRESCO, TRABAJABILIDAD ACEPTABLE.

2. EN EL CONCRETO ENDURECIDO, DURABILIDAD, RESISTENCIA Y PRESENTACIÓN UNIFORME.

3. ECONOMÍA.

PROPORCIONAMIENTO DE ACUERDO A LA RESISTENCIA DEL CONCRETO

F'C = KG/CM2 CEMENTO ARENA GRAVA AGUA

BULTOS BOTES BOTES BOTES

PROPORCIÓN

100

MEZCLAR

1 6 3/4 7 1/4 2 1/4

150 1 5 1/4 5 3/4 1 3/4

200 1 4 1/2 5 1 3/4

250 1 3 3/4 4 1/2 1 1/2





CASA HABITACIÓN DE 2 NIVELES

ESTRUCTURACIÓN

ESLA MANERA DE ACOMODAR Y DIMENSIONAR ELEMENTOS PORTANTES, TRANSMISIONES DE ESFUERZOS Y RIGIDIZANTÉS DENTRO DEL ESPACIO QUE CONFORMAN LOS DELIMITANTES ARQUITECTÓNICOS, PARA REALIZAR LO MENCIONADO ANTERIORMENTE ES IMPRESCINDIBLE CONTAR CON LA MAYOR CANTIDAD POSIBLE DE INFORMACIÓN SOBRE LOS COMPORTAMIENTOS MECÁNICOS DE DIVERSOS MATERIALES Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS UTILIZADOS A TRAVÉS DEL TIEMPO EN DETERMINADOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES, PARA TAL EFECTO SE REALIZARÁ LA CONFECCIÓN DE UN CUADRO DE BANCO DE DATOS.

� CIMENTACIÓN

� LOSA DE CIMENTACIÓN L C

� CIMENTACIÓN DE PIEDRA BRAZA C M

� ZAPATA CORRIDA DE CONCRETO ARMADO Z C

� ZAPATA AISLADA Z A

� PILOTE P L T

� N.T.N. NIVEL DEL TERRENO

� N.P. NIVEL DE PLANTILLA

� N.D.C. NIVEL DE DESPLANTE DE CIMENTACIÓN

� M.T.C. MEJORAMIENTO DE TERRENO COMPACTADO

� N.D.C.T. NIVEL DE DESPLANTE DE LA CONTRA TRABE.



ZAPATA AISLADA:



ZAPATA CORRIDA:



MEJORAMIENTO DEL TERRENO

� DEBE AGREGARSE EN CAPAS DE 20CM MÍNIMO, COMPACTADO CON AGUA HASTA ALCANZAR MÍNIMO UN 85% DE COMPACTACIÓN.

ESTRUCTURA

� ELEMENTOS DE SOPORTE

� ELEMENTOS DE CUBIERTA

� COLUMNAS DE CONCRETO

� COLUMNAS DE ACERO

� COLUMNAS DE MADERA

ELEMENTOS DE CUBIERTA

� LOSA DE CONCRETO ARMADO (MONOLÍTICA)

� LOSA NERVADA (VIGUETA Y BOVEDILLA, CASETONES Ó RETICULAR)

� LOSA DE ESTRUCTURA METÁLICA.



2.-CIMENTACIÓN PROFUNDA DE CONCRETO ARMADO

1.-CIMENTACIÓN SUPERFICIAL DE CONCRETO ARMADO

a).-Zapatas corridas b).-Zapatas aisladas c).- Zapatas combinadas d).- Losas de cimentación e).-Dados f).-Contra-trabes g).-Trabes de liga a).- Losas de cimentación b).- Cabezal de cimentación c).- Pilotes d).- Losas sobre pilotes

3.-ESTRUCTURA DE CONCRETO ARMADO

a).- Columnas zunchadas b).- Columnas de estribos c).- Trabes rectangulares d).- Losa monolítica e).- Losa reticular

4.-ESTRUCTURA DE ACERO

a).- Columnas b).- Trabes c).- losa-acero

5.-ESTRUCTURA PREFABRICADOS

a).- Columnas b).- Trabes c).- Losa de vigueta y casetón

ELEMENTOS QUE FORMAN PARTE INTEGRA DE UNA OBRA CIVIL



DISEÑO Ó REVISIÓN

ES EL PROCESO DE ENCONTRAR LOS ESFUERZOS ADMISIBLES INTERNOS DE LAS PIEZAS ESTRUCTURALES PROPUESTAS, CON EL FIN DE AJUSTAR EN CASO NECESARIO SUS MEDIDAS Ó PROPOSICIONES FÍSICAS, ASÍ COMO LAS DE ELEMENTOS INTERNOS EN EL USO DE MATERIALES HETEROGÉNEOS.

� EL OBJETIVO DE LA REVISIÓN ES ASEGURAR QUE EL MATERIAL PROPUESTO EN UN ELEMENTO DETERMINADO DE UN SISTEMA ESTRUCTURAL, RESISTA ÓPTIMAMENTE A LAS SOLICITUDES Y A TODOS LOS ELEMENTOS CUANTIFICABLES QUE PRODUCEN, PARA TAL EFECTO SE DEBE CUMPLIR QUE EL ESFUERZO ADMISIBLE EN EL MATERIAL DEBE SER MAYOR Ó IGUAL AL ESFUERZO SOLICITADO.

� PUEDE REALIZARSE HIPÓTESIS ESPECIALES, TANTO EN EL ESFUERZO MECÁNICO COMO EN LA CONSIDERACIÓN DEL TRABAJO DEL MATERIAL. ASÍ MISMO PUEDEN COLOCARSE ADITAMENTOS QUE NO ALTEREN SUSTANCIALMENTE LA CARACTERÍSTICA FORMAL DEL ELEMENTO ESTRUCTURAL.

� SI AUN NO SE LOGRA LA EXPRESIÓN INDICADA, ENTONCES SE CONSIDERA LA CAPACIDAD DE TRABAJO DEL MATERIAL UTILIZADO, PROPONIENDO UN MATERIAL CON MAYOR RESISTENCIA CUANDO LO ANTERIOR TAMPOCO SOLUCIONA EL PROBLEMA PUEDE ACRECENTARSE EL ESFUERZO ADMISIBLE PROPONIENDO UN AUMENTO POR SECCIÓN, LO CUAL SE HARÁ SIEMPRE Y CUANDO SE ANALICEN LOS REQUERIMIENTOS CONSTRUCTIVOS. EN EL CASO DE QUE NI DE ESTA MANERA PASE LA REVISIÓN DEBE REPLANTEARSE LA ESTRUCTURACIÓN, POR LA DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS PORTANTES, AUMENTANDO SU NÚMERO.



� TODO REPLANTEAMIENTO DE ESTA ESTRUCTURACIÓN DEBE CONSIDERAR REQUERIMIENTOS ESTRUCTURALES Y CONSTRUCTIVOS, PARA LO CUAL SE DEBE REALIZAR UN DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO ESTRUCTURAL.

ANÁLISIS MECÁNICO

� SE REFIERE A LA TRANSMISIÓN Y OBTENCIÓN DE TODAS LAS CARGAS Ó SOLICITACIONES QUE ACTÚAN SOBRE TODOS Y CADA UNO DE LOS MIEMBROS ESTRUCTURALES, CON EL FIN DE CONOCER LOS EFECTOS CONFIABLES QUE LOS ESFUERZOS PROVOCAN EN ELLOS, TODO ELEMENTO ESTRUCTURAL ES RECEPTOR Y TRANSMISOR DE ESFUERZOS, PRÁCTICAMENTE DE MANERA SIMULTÁNEA, PUES ANTES DE TRANSMITIR UN ESFUERZO, DEBE SER CAPAZ DE RESISTIRLO, AUNADO A ESTO:



LOS MÉTODOS DE RESISTENCIA DE MATERIALES NO PERMANECEN INVARIABLES, SI NO QUE VAN DESARROLLÁNDOSE Y PERFECCIONÁNDOSE CONTINUAMENTE. EXISTEN DOS MÉTODOS DE ANÁLISIS, LOS CUALES SON:

� MÉTODO ELÁSTICO

� MÉTODO AL LÍMITE Ó PLÁSTICO.

MÉTODO DE ANÁLISIS Y DISEÑO PLÁSTICO

� SE CONSIDERA COMO ESFUERZO ADMISIBLE AL CORRESPONDIENTE AL LIMITE ELÁSTICO; PERO COMO TODO PROCESO DE CALCULO EXIGE PROCESOS DE SEGURIDAD Y ESTOS NO SE APLICAN EN LAS CARACTERÍSTICAS RESISTENTES DEL MATERIAL, SE LOGRAN CON UN INCREMENTO PROPORCIONAL EN LAS CARGAS O SOLICITACIONES SUPUESTAS, PARA LO CUAL EXISTEN 2 FACTORES QUE PUEDEN APLICARSE EN EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL, SÍSMICOS, EÓLICOS Y POR HUNDIMIENTO Y ESTOS FACTORES SON:

� FR= FACTOR DE RESISTENCIA

� FC= FACTOR DE CARGA

� ES IMPORTANTE REALIZAR ANÁLISIS NECESARIOS CON EL OBJETO DE DISEÑAR LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEFINITIVOS, EN TERRENOS DONDE NO EXISTEN PROBLEMAS DE HUNDIMIENTOS, NI SE PRESENTAN MOVIMIENTOS SÍSMICOS, NI EMPUJES DE VIENTOS CONSIDERABLES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL PODRÁ RESOLVERSE EXCLUSIVAMENTE CON EL ANÁLISIS MECÁNICO ESTRUCTURAL.



APLICACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD:



ÁREA TRIBUTARIA

ES LA CANTIDAD DE SUPERFICIE QUE ACTÚA SOBRE EL ELEMENTO ESTRUCTURAL QUE SE ANALIZA.

DICHA ÁREA ESTA EN FUNCIÓN DE LOS TABLEROS EXISTENTES Y SU TRANSMISIÓN DE CARGA.

RECORRE ELEMENTOS TERCIARIOS Y SECUNDARIOS HASTA LLEGAR A LOS PRINCIPALES Y DE ESTOS A LOS PORTANTES

.LOS ELEMENTOS HORIZONTALES PRIMARIOS SON AQUELLOS QUE SE APOYAN DIRECTAMENTE EN PIEZAS VERTICALES COMO LO SON MUROS DE CARGA O COLUMNAS.

LOS ELEMENTOS SECUNDARIOS SON LOS QUE TIENEN POR LO MENOS UN NUDO APOYADO EN UN PRIMARIO, AUNQUE SU OTRO EXTREMO DESCANSE SOBRE UN ELEMENTO VERTICAL.

LOS ELEMENTOS TERCIARIOS TIENEN POR LO MENOS UN APOYO SOBRE UN ELEMENTO SECUNDARIO; Y ASÍ SUCESIVAMENTE PUEDE HABER ELEMENTOS DE OTRO ORDEN.

EN CUANTO A LA TRANSMISIÓN DE ÁREAS TRIBUTARIAS A LOS ELEMENTOS SOPORTANTES VEREMOS TRES HIPÓTESIS O MÉTODOS:

1. MÉTODO DE BISECCIÓN. 2. MÉTODO DE REPARTICIÓN LATERAL. 3. MÉTODO DE LA PLACA RÍGIDA.



EJEMPLO DE AREA TRIBUTARIA:

VERSION 2010

CATEDRATICO: ING. JESÚS EMMANUEL CERÓN CARBALLO

1. MÉTODO DE BISECCIÓN:

ESTE PROCEDIMIENTO CONSISTE EN BISECAR CADA ESQUINA DEL TABLERO, POSTERIORMENTE SE UNEN LOS VÉRTICES DE LOS TRIÁNGULOS QUE RESULTAN. EL ÁREA QUE SE ENCUENTRA ENFRENTE DE CADA LADO ES EL ÁREA TRIBUTARIA QUE LE CORRESPONDE A CADA LADO O ELEMENTO ESTRUCTURAL.

ESTE MÉTODO SE RECOMIENDA PARA TABLEROS QUE TIENEN FORMA TRIANGULAR, POR LA FACILIDAD DE BISECAR UN ÁNGULO RECTO DE 45º; SE BASA EN EXPERIMENTOS QUE MUESTRAN QUE LA FALLA DE LOS TABLEROS SEA ESTA HORIZONTAL O VERTICAL CON MUCHA FRECUENCIA SUCEDEN EN LA BISECTRIZ.

MANUAL DE ESTRUCTURAS I

CATEDRATICO: ING. JESÚS EMMANUEL CERÓN CARBALLO Página

MÉTODO DE BISECCIÓN:

ESTE PROCEDIMIENTO CONSISTE EN BISECAR CADA ESQUINA DEL TABLERO, POSTERIORMENTE SE UNEN LOS VÉRTICES DE LOS TRIÁNGULOS QUE RESULTAN. EL ÁREA QUE SE ENCUENTRA ENFRENTE DE CADA LADO ES EL ÁREA TRIBUTARIA QUE LE CORRESPONDE A CADA LADO O ELEMENTO

ESTE MÉTODO SE RECOMIENDA PARA TABLEROS QUE TIENEN FORMA TRIANGULAR, POR LA FACILIDAD DE BISECAR UN ÁNGULO RECTO DE 45º; SE BASA EN EXPERIMENTOS QUE MUESTRAN QUE LA FALLA DE LOS TABLEROS SEA ESTA HORIZONTAL O VERTICAL CON MUCHA FRECUENCIA SUCEDEN EN

S I

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ESTE PROCEDIMIENTO CONSISTE EN BISECAR CADA ESQUINA DEL TABLERO, POSTERIORMENTE SE UNEN LOS VÉRTICES DE LOS TRIÁNGULOS QUE RESULTAN. EL ÁREA QUE SE ENCUENTRA ENFRENTE DE CADA LADO ES EL ÁREA TRIBUTARIA QUE LE CORRESPONDE A CADA LADO O ELEMENTO

ESTE MÉTODO SE RECOMIENDA PARA TABLEROS QUE TIENEN FORMA TRIANGULAR, POR LA FACILIDAD DE BISECAR UN ÁNGULO RECTO DE 45º; SE BASA EN EXPERIMENTOS QUE MUESTRAN QUE LA FALLA DE LOS TABLEROS SEA ESTA HORIZONTAL O VERTICAL CON MUCHA FRECUENCIA SUCEDEN EN



EJEMPLO DE METODO DE BISECCION:



2. MÉTODO DE REPARTICIÓN LATERAL:

ESTE MÉTODO SE APLICA PARA LOS CASOS QUE SE UTILICEN ELEMENTOS PREFABRICADOS, QUE SON APOYADOS EN ELEMENTOS PORTANTES LATERALMENTE, Y ENTONCES AL ÁREA TRIBUTARIA QUE LE CORRESPONDA A CADA ELEMENTO ESTRUCTURAL TENDRÁ UN VALOR DE LA MITAD DEL PESO TOTAL DEL TABLERO.



2.- MÉTODO DE PLACA RÍGIDA: EN ESTE MÉTODO EL ÁREA TRIBUTARIA QUE LE CORRESPONDE A LOS ELEMENTOS PORTANTES SE DEFINE CON EL ÁREA QUE LE CORRESPONDE AL PERÍMETRO DEL TABLERO. ES DECIR, EL PESO TOTAL DEL TABLERO SE DIVIDE ENTRE EL PERÍMETRO DE ESTE.



APLICACIÓN

EN UN DISEÑO ARQUITECTÓNICO, DEBE PLANEARSE LA ESTRUCTURACIÓN Y DETERMINAR LOS TABLEROS Y SUS ELEMENTOS DE APOYO, ASÍ COMO LOS COMPONENTES HORIZONTALES PRIMARIOS, SECUNDARIOS O DE OTRO ORDEN. UNA VEZ REALIZADA LA ESTRUCTURACIÓN, SE PROCEDE A REALIZAR EL SIGUIENTE ANÁLISIS DE CARGAS:

a) CON BASE EN LAS ESPECIFICACIONES OBTENER LOS PESOS UNITARIOS.

b) DETERMINAR LAS ÁREAS TRIBUTARIAS.

c) DEFINIR LAS CARGAS SOBRE LOS PERÍMETROS DE LOS TABLEROS.

d) RECORRER LAS TRANSMISIONES HORIZONTALES INICIANDO POR LO ÚLTIMOS ELEMENTOS ES DECIR DE LOS ELEMENTOS TERCIARIOS A LOS SECUNDARIOS Y DE LOS ÚLTIMOS A LOS PRIMARIOS.

e) OBTENER CARGAS SOBRE ELEMENTOS VERTICALES Y TRANSMISORES A NIVEL INFERIOR

f) INICIAR EL NIVEL INFERIOR O EN SU CASO EL ANÁLISIS DEL CIMIENTO.



CARGA ACCIDENTAL DINÁMICA

ES LA QUE SE APLICA EN FORMA BRUSCA O BIEN LA QUE CAMBIA SU VALOR CON RAPIDEZ, PUEDE SER SUMAMENTE PELIGROSA, POR LO QUE ES NECESARIO COMPRENDER SU ACCIÓN CON CLARIDAD.

LAS ESTRUCTURAS TIENDEN A OSCILAR; EL TIEMPO QUE DEMORA UNA ESTRUCTURA EN DESCRIBIR UNA OSCILACIÓN COMPLETA, LATERAL O VERTICAL, SE LLAMA PERIODO FUNDAMENTAL, EL TIEMPO DE APLICACIÓN DE UNA CARGA SE MIDE POR COMPARACIÓN CON DICHO PERIODO FUNDAMENTAL; SI LA CARGA POSEE EFECTOS DINÁMICOS, SI ES LARGO ABRA SÓLO EFECTOS ESTÁTICOS.

LOS EDIFICIOS RÍGIDOS OSCILAN CON RAPIDEZ, UN EDIFICIO BAJO TIENE UN PERIODO CORTO DE OSCILACIÓN. LAS ESTRUCTURAS FLEXIBLES OSCILAN CON LENTITUD. EL PERIODO FUNDAMENTAL DE UN ESTRUCTURA ES EN VERDAD UNA BUENA MEDIDA DE SU RIGIDEZ.

CONCEPTO ESTÁTICO

SE REFIERE A QUE SE MANTENGA ESTABILIDAD Y EQUILIBRIO EN LAS CONSTRUCCIONES Y CONLLEVA A QUE LAS ACCIONES O CARGAS SEAN CONSTANTES Y PERMANENTES.



CONCEPTO DINÁMICO

SERÁ UNA SITUACIÓN QUE SE ENTIENDA COMO MOVIMIENTO, ESTO SIGNIFICA QUE HABRÁ UNA VARIACIÓN RADIAL DE UNA CARGA O ACCIÓN QUE PROVOCA EFECTOS VARIABLES Y NO PERMANENTES.

LA RIGIDEZ NO SOLO DEPENDE DE LAS RELACIONES DE ESBELTEZ SI NO TAMBIÉN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES USADOS Y DE LAS CONDICIONES Y APOYOS DE CONEXIONES QUE SE TENGAN.

ESTO QUIERE DECIR QUE UNA MISMA CARGA APLICADA DURANTE EL MISMO TIEMPO PUEDE SER ESTÁTICA PARA UNA ESTRUCTURA Y DINÁMICA PARA OTRA, POR EJEMPLO:

• UNA RÁFAGA DE VIENTO SOBRE UN EDIFICIO RÍGIDO EJERCE UN EFECTO SIMILAR AL DE UNA PRESIÓN CONSTANTE (PERMANENTE Y ESTÁTICA), PERO SOBRE UNA ESTRUCTURA FLEXIBLE PUEDE PRODUCIR FENÓMENOS MUCHO MAYORES QUE LOS PREDECIBLES CONSIDERADO ÚNICAMENTE SU PRESIÓN ESTÁTICA.

• EL ESTALLAR UNA BOMBA NUCLEAR ALCANZA SU PRESIÓN MÁXIMA CON TANTO RAPIDEZ QUE SUS EFECTOS SON SIEMPRE DINÁMICAS; SU CAPACIDAD DESTRUCTIVA ES UN EJEMPLO DRAMÁTICO DE LO QUE LAS CARGAS DINÁMICAS PUEDEN SIGNIFICAR PARA UNA ESTRUCTURA.



IMPACTO

LA EXPERIENCIA COMÚN DE GOLPEAR O MARTILLA INDICA LA APLICACIÓN BRUSCA DEL PESO DE LA HERRAMIENTA LOGRA RESULTADOS IMPOSIBLES DE OBTENER CON LA APLICACIÓN LENTA DEL MISMO PESO A ESTE EFECTO SE LE NOMBRA CARGA DE IMPACTO.

LA MAYOR PARTE DE LAS CARGAS APLICADAS A ESTRUCTURAS ARQUITECTÓNICAS AFORTUNADAMENTE NO POSEEN ESTA CARACTERÍSTICA, SALVO QUE LAS QUE SE PROVOCAN EN FORMA REPENTINA.

COMO POR EJEMPLO, UNA IMPROVISADA RÁFAGA DE VIENTO O LAS DEBIDAS A MOVIMIENTOS SÍSMICOS, PUES ESTOS PRODUCEN UN GOLPE EN EL DESPLANTE DEL EDIFICIO PROVOCÁNDOSE UN ESTREMECIMIENTO DINÁMICO EN TODAS SUS PARTES.

LOS SISMOS SON IMPREDECIBLES Y SU ACCIÓN SOBRE LOS EDIFICIOS, DEPENDEN DE LAS CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE ESTOS.

RESONANCIA

PARA HACER SONAR UNA PESADA CAMPANA SE TIRA DE UNA CUERDA RÍTMICAMENTE, ESTA DESCRIBE OSCILACIONES CRECIENTES ASTA QUE POR FIN SE DETIENE.

ESTE MOVIMIENTO NO PODRÍA DARSE SI EL CAMPANERO TRATA DE MOVER LA CAMPANA DE UN SOLO MOVIMIENTO, A ESTE TIRÓN RÍTMICO SE LE DENOMINA CARGA RESONANTE.

ESTE EFECTO SE PRESENTA EN LAS ESTRUCTURAS ARQUITECTÓNICAS POR EJEMPLO UNA MÁQUINA PESADA PUEDE VIBRAR DEBIDO AL MOVIMIENTO DE SUS PARTES, SI ESTAS VIBRACIONES TIENE UN PERIODO IGUAL AL DE LA ESTRUCTURA, ESTA OSCILA CRECIENTEMENTE; DE ESTA MANERA FABRICAS O EDIFICIOS CERCANOS A INDUSTRIAS O VÍAS DE FERROCARRIL PUEDEN VERSE EN PELIGRO POR LA ACCIÓN DE CARGAS RELATIVAMENTE MODESTAS PERO CON MOVIMIENTO CONSTANTE Y DE PERIODO RESONANTE.



EFECTOS TÉRMICOS Y ASENTAMIENTOS

TODAS LA ESTRUCTURAS ESTÁN EXPUESTAS A CAMBIOS DE TEMPERATURA POR LO QUE VARÍAN DE FORMA Y DIMENSIONES DURANTE CICLOS DIURNOS Y NOCTURNOS, ASÍ COMO TAMBIÉN PROLONGANDO DE INVIERNO Y VERANO.

LOS EFECTOS DE LA DILATACIÓN Y DE LA CONTRACCIÓN OCURRIDAS POR CIRCUNSTANCIAS TÉRMICAS EQUIVALEN A MENUDO A GRANDES CARGAS, LAS CUALES PUEDEN RESULTAR MUY PELIGROSAS POR SER INVISIBLES.

TODA ESTRUCTURA ES PARTICULARMENTE SENSIBLE A LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA, DEBIDO A SU FORMA, A LOS MATERIALES Y A LAS CONDICIONES DE SUS APOYOS O CONECTORES, TIENDE A RESTRINGIR LOS CAMBIOS DE SUS DIRECCIONES PROVOCADOS POR DILATACIONES Y CONTRACCIONES TÉRMICAS.

OTRA CONDICIÓN CUYOS EFECTOS EQUIVALEN A LOS DE CARGAS PESADAS PUEDEN OBEDECER AL ASENTAMIENTO IRREGULAR EN TERRENOS DONDE SE DESPLANTA UN EDIFICIO Y QUE ESTOS SON ALTAMENTE COMPRESIBLES, PUES LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES VARÍAN DE POSICIÓN Y TRATAN DE EJECUTAR UN TRABAJO PARA EL QUE NO FUERON DISEÑADOS.

DEBE PREVERSE ASENTAMIENTOS PROPORCIONALES A ÁREAS DE CIMENTACIÓN SOBRE TERRENOS HOMOGÉNEOS Y EN SU CASO DE INCERTIDUMBRE O DE CONOCIMIENTO DE UN TERRENO CON MATERIAL COMPRESIBLE, DISEÑAR LA ESTRUCTURA CON LA POSIBILIDAD DE ACEPTAR HUNDIMIENTOS A TRAVÉS DEL TIEMPO.



MEJORAMIENTO DE TERRENO:



BAJADA DE CARGAS: SE ANALIZA CONJUNTAMENTE LA PLANTA DE ENTREPISO Y LA PLANTA DE AZOTEA, CONSIDERANDO QUE LAS CARGAS QUE SE ENCUENTRAN EN LA AZOTEA LAS SOPORTA LA LOSA ALIGERADA QUE TAPA LA PLANTA ALTA Y QUE ESTÁN APOYADAS EN LOS MUROS DE CARGA YA SEAN CONSTRUIDOS CON TABIQUE ROJO RECOCIDO O CON BLOCK, QUE POR ESPECIFICACIÓN DEBERÁN TENER UN REFUERZO HORIZONTAL Y/O VERTICAL NO MAYOR EQUIDISTANTE DE 3.00 MTS. LOS MUROS DE LA PLANTA ALTA SOPORTAN LA LOSA TAPA Y BAJAN LA CARGA EN LA LOSA DE ENTREPISO, SI ESTOS MUROS APOYAN SU CARGA EN MUROS DE CARGA CONSTRUIDOS EN LA PLANTA BAJA, SE DICE QUE ESTÁN CENTRADOS A LOS EJES DE LA PLANTA BAJA Y LA CARGA DE AMBOS MUROS RECAERÁ EN LA CIMENTACIÓN UNIFORMEMENTE REPARTIDA, Y SI PASA LO CONTRARIO SE DICE QUE SE ENCUENTRAN DESCENTRADOS. LOS MUROS DE LA PLANTA ALTA CON RESPECTO DE LOS MUROS DE LA PLANTA BAJA ESTÁN DESCENTRADOS. POR LO TANTO LOS MUROS DE LA PLANTA ALTA SE TENDRÁN DE APOYAR EN TRABES DE CARGA ALOJADAS EN LA LOSA DE ENTREPISO, QUE A SU VEZ SE TENDRÁN QUE APOYAR EN SUS EXTREMOS QUE RECAERÁN EN LA CIMENTACIÓN POR MEDIO DE CASTILLOS O COLUMNAS. LA CIMENTACIÓN DEBE SER DISEÑADA DE TAL FORMA QUE RESISTA TODAS LAS CARGAS DE LOS DIFERENTES ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE FORMAN UNA CONSTRUCCIÓN, PARA LO CUAL SE DEBERÁ EVITAR OMITIR ALGUNA CARGA POR MAS INSIGNIFICANTE QUE ESTA SEA, PUESTO QUE LA ACUMULACIÓN DE ESTAS A LO LARGO DE LA ESTANCIA HUMANA HACE QUE CREZCA LA RESISTENCIA Y POR ENDE QUE DISMINUYA LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL.



CIMENTACIÓN: LA CIMENTACIÓN PARA UNA CASA HABITACIÓN ES DEL TIPO SUPERFICIAL, DEBIDO A QUE SUS CARGAS NO SON MUY ELEVADAS Y SE PUEDEN DISTRIBUIR A POCA PROFUNDIDAD DEL TERRENO, ESTAS PUEDEN SER DE CONCRETO ARMADO O DE MAMPOSTERÍA DE PIEDRA BRASA JUNTEADO CON MORTERO, O UNA COMBINACIÓN DE AMBAS. LAS CIMENTACIONES DE CONCRETO ARMADO SON: LOSAS DE CIMENTACIÓN, ZAPATAS CORRIDAS, O ZAPATAS AISLADAS. ZAPATAS CORRIDAS: ES UN SISTEMA DE RETÍCULA CERRADA, DONDE SE APOYAN LAS CARGAS POR MEDIO DE SOPORTES UNIFORMEMENTE REPARTIDOS LLAMADOS MUROS DE CARGA. ZAPATAS AISLADAS: SON ZONAS DE CONCRETO ARMADO AISLADAS DISEÑADAS PARA SOPORTAR CARGAS PUNTUALES POR MEDIO DE UN ELEMENTO DE SOPORTE LLAMADO COLUMNA. LOSAS DE CIMENTACIÓN: SON SISTEMAS DE SOPORTE UNIFORMEMENTE REPARTIDO EN TODA EL ÁREA DE SUSTENTACIÓN, DONDE LAS CARGAS SON DISTRIBUIDAS AL TERRENO POR MEDIO DE UNA LOSA,



CIMIENTOS DE CONCRETO:



CIMENTACIÓN DE MAMPOSTERÍA: ES UN SISTEMA DE RETÍCULA CERRADA, DONDE SE APOYAN LAS CARGAS POR MEDIO DE SOPORTES UNIFORMEMENTE REPARTIDOS LLAMADOS MUROS DE CARGA. DEBAJO DE ESTE TIPO DE CIMENTACIÓN DEBERÁ DE LLEVAR UNA PLANTILLA A BASE DE CONCRETO DE 4, 5 ò 6 CM. DE ESPESOR, ENCIMA SE DEBE COLOCAR UN REFUERZO HORIZONTAL LLAMADO CADENA DE CIMENTACIÓN, CONSTRUIDO CON CONCRETO ARMADO DONDE SE APOYARA EL MURO DE CARGA. ESTAS CADENAS DE CIMENTACIÓN ESTARÁN UNIDAS A CASTILLOS EQUIDISTANTES NO MAYORES A 3.00 MTS. LOS CASTILLOS UNEN LA CIMENTACIÓN CON LA LOSA Y CADENAS DE LIGA POR MEDIO TRASLAPES DE ACERO DE REFUERZO, ESTO HACE QUE LOS ELEMENTOS TENGAN RIGIDEZ. POR LO TANTO ES MUY IMPORTANTE QUE TODOS LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES, TENGAN RIGIDEZ.

TABLA PROPORCIONAMIENTO, EN VOLUMEN, RECOMENDADOS PARA MORTERO EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES

TIPO DE MOR-TERO

PARTES DE CE-MENTO HIDRÁULICO

PARTES DE CEMENTO DE ALBA-ÑILERÍA

PARTES DE CAL HIDRA-TADA

PARTES DE ARENA1

RESISTENCIA NOMINAL EN COMPRESIÓN, FJ*, MPA (KG/CM²)

I 1

— 0 A ¼

NO M

ENOS D

E 2.25 NI

MÁS D

E 3

VECES L

A

SUMA

DE

CEMENTANTES

EN

VOLUMEN

12.5 (125) 1

0 A ½ —

II 1

— ¼ A ½ 7.5 (75)

1 ½ A 1 —

III 1

— ½ A 1¼ 4.0 (40)



LAS PIEDRAS QUE SE EMPLEEN Y LAS DIMENSIONES EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEBERÁN SATISFACER LOS REQUISITOS SIGUIENTES:

A) SU RESISTENCIA MÍNIMA A COMPRESIÓN EN DIRECCIÓN NORMAL A LOS PLANOS DE FORMACIÓN SEA DE 15 MPA (150 KG/CM²);

B) SU RESISTENCIA MÍNIMA A COMPRESIÓN EN DIRECCIÓN

PARALELA A LOS PLANOS DE FORMACIÓN SEA DE 10 MPA (100 KG/CM²);

C) LA ABSORCIÓN MÁXIMA SEA DE 4 POR CIENTO.

D) SU RESISTENCIA AL INTEMPERISMO, MEDIDA COMO LA MÁXIMA

PÉRDIDA DE PESO DESPUÉS DE CINCO CICLOS EN SOLUCIÓN SATURADA DE SULFATO DE SODIO, SEA DEL 10 POR CIENTO.

E) LA DIMENSION MINIMA DE LA CORONA SERA DE 30CM.

F) PARA CIMIENTOS INTERIORES LA BASE CONTARA CON DOS

VUELOS

G) PARA CIMIENTOS DE LINDERO LA BASE TENDRA UN VUELO

H) LA DIMENSION DEL VUELO SERA LA RESTA NUMERICA DE LA BASE MENOS LA CORONA.

I) LA BASE SE DEFINIRA CON LA CARGA APLICADA MAS EL PESO DEL

CIMIENTO DIVIDIDO POR LA RESISTENCIA DEL TERRENO.

J) LOS CIMIENTOS SE ANALIZARAN POR UNIDAD DE LONGITUD CONVENCIONAL, ES DECIR SE ANALIZARA UN TRAMO DE LONGITUDUGUAL A UN METRO LINEAL.

K) LA ALTURA DEL CIMIENTO SE DEFINIRA CON LA MEDIDA DEL

VUELO MULTIPLICADO POR UNA Y MEDIA VECES.

L) LAS DIMENSIONES MINIMAS DE LA ALTURA Y BASE DEL CIMIENTO NO DEBERAN SER MENORES A 60 CM.

LAS PIEDRAS NO NECESITARÁN SER LABRADAS, PERO SE EVITARÁ, EN LO POSIBLE, EL EMPLEO DE PIEDRAS DE FORMAS REDONDEADAS Y DE CANTOS RODADOS. POR LO MENOS, EL 70 POR CIENTO DEL VOLUMEN DEL ELEMENTO ESTARÁ CONSTITUIDO POR PIEDRAS CON UN PESO MÍNIMO DE 300 N (30 KG), CADA UNA.



EJEMPLO DE CIMIENTO DE MAMPOSTERIAINTERIOR:



EJEMPLO DE CIMIENTO DE MAMPOSTERIA DE LINDERO:



EDIFICIO RETICULAR DE 4 NIVELES ESTRUCTURACIÓN:

EL PROCESO DE ESTRUCTURACIÓN CONSISTE EN LA CREACIÓN DE UN MODELO TEÓRICO QUE REPRESENTE DE MANERA ACEPTABLE A LA ESTRUCTURA REAL.

ADEMÁS PERMITA DESARROLLAR EL PROCESO DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL LO MAS FÁCIL POSIBLE.

LA MANERA DE EXPRESAR GRÁFICAMENTE ESTE PROCESO ES POR MEDIO DE UN PROYECTO ESTRUCTURAL,

EL CUAL A PARTIR DEL EMPLEO DE SIENTA SIMBOLOGÍA QUE INDIQUE LA DISPOSICIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN LA CONSTRUCCIÓN REPRESENTADA.

LA CREACIÓN DE ESTE MODELO TEÓRICO IMPLICA FORZOSAMENTE REALIZAR CIERTAS SIMPLIFICACIONES A LA REALIDAD CONSTRICTIVA.

PERO NO HACERLO ACARREARÍA GRAVES COMPLICACIONES AL ANÁLISIS POR EJEMPLO DE ESTAS SIMPLIFICACIONES.

SE TIENE UN MURO QUE CONTIENE ABERTURAS QUE SERÁN REFORZADAS CON DALAS DE CERRAMIENTO CONSTRUCTIVAMENTE .CONSIDERAR ESTAS IRREGULARIDADES CONDUCIRÍA A UN PROBLEMA DE DIFÍCIL SOLUCIÓN LA CONSIDERACIÓN DE LA LLAMADA LÍNEA RESISTENTE ,ES DECIR ,NO TOMAR EN CUENTA ESAS ABERTURAS CUANDO SU DIMENSIÓN NO EXCEDA LOS 2 O 3 METROS ESTO SIMPLIFICARA NOTABLEMENTE EL CALCULO.

PARA DALAS DE CERRAMIENTO Y CADENA LA BASE DEBE SER DEL ESPESOR DEL MURO.

EN EL PROYECTO ESTRUCTURAL SE TRABAJA EN DIVERSOS NIVELES EN DONDE SE DISPONEN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES Y EN DICHOS NIVELES SE DENOMINAN (A PARTIR DEL INFERIOR): NIVEL DE CIMENTACIÓN, NIVEL DE PRIMER ENTRE PISO, NIVEL DE SEGUNDO ENTREPISO, Y ASÍ SUCESIVAMENTE TANTOS NIVELES CONTENGA LA CONSTRUCCIÓN, Y POR ULTIMO EL NIVEL DE AZOTEA.

EN CONTRASTE CON EL PROYECTO ARQUITECTÓNICO SE CONSIDERA COMO ESPACIOS HABITABLES A: PLANTA BAJA, NIVEL UNO O PRIMER PISO, Y ASÍ SUCESIVAMENTE SEGÚN LOS NIVELES DE LA CONSTRUCCIÓN, DE ESTA MANERA, EN UNA CASA HABITACIÓN DE 2 NIVELES EL PRIMER ENTREPISO SE REPRESENTA LA TAPA DE LA PLANTA BAJA CON TODOS LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE DE LA PLANTA BAJA CONTENGA Y EL NIVEL DE AZOTEA REPRESENTA LA TAPA DE LA PLANTA ALTA.



EDIFICIO DE 4 NIVELES:



EL CRITERIO PARA REALIZAR UNA CORRECTA ESTRUCTURACIÓN (ES DECIR, UN BUEN PROYECTO, ESTRUCTURAL) SE ADQUIERE A TRABES DEL TIEMPO Y A PARTIR DE LA EXPERIENCIA, SIN EMBARGO ES NECESARIO APLICAR REGLAS SENCILLAS PARA LOGRAR UN BUEN RESULTADO.

1.-ESTUDIAR CUIDADOSAMENTE EL PLANO ARQUITECTÓNICO ESTABLECIENDO LA UBICACIÓN Y DISPOSICIÓN DE MUROS Y UBICACIÓN DE LOCALES QUE CONTENGA LA CONSTRUCCIÓN.

2.- OBSERVAR LA COINCIDENCIA DE MUROS SITUADOS EN NIVELES SUCESIVOS PARA ASÍ PLANTEAR CUALES DE ESTOS SERÁN DE CARGA Y CUALES DIVISORIOS.

3.-DEFINIR VANOS, VENTANAS EN GENERAL, ABERTURAS EN CADA MURO PARA JUZGAR SI SE CONSIDERA LA COLOCACIÓN DE UNA TRABE QUE CUBRA EL CLARO. O LA COLOCACIÓN SOLO DE UN CERRAMIENTO, ESTO COMO LÍNEA RESISTENTE. ESTA SE DEBERÁ CONSIDERAR EN MUROS MACIZOS QUE CONTENGAN ABERTURAS LONGITUDINALES MENORES O IGUALES A 2 METROS EN PLANTA.

4.-ANALIZAR Y SI ES POSIBLE PLANTEAR TABLEROS DE MEDIANA DIMENSIÓN EN PLANTA BAJA, PARA EVITAR UN EXCESIVO GASTO EN TRAMOS DE CIMENTACIÓN. UN TABLERO DEBE CUBRIR UN TABLERO PUEDE CUBRIR LOCALES PEQUEÑOS (SANITARIOS, ALACENAS).

5.-ES CONVENIENTE REPETIR EN AZOTEA LAS TRABES QUE SE PROPONEN EN ENTREPISO CON CARGA DE MUROS PARA ALIGERAR LA CARGA SOBRE ESTAS.

6.-LAS SOLICITACIONES IMPUESTAS DEBEN DE ESTAR APOYADAS EN TRABES DE PRIMER ORDEN, SEGUNDO ORDEN, TERCER ORDEN Y ASI SUCESIVAMENTE, TANTAS TRABES ESTEN APOYADAS UNAS EN OTRAS.

7.-LAS TRABES DE PRIMER ORDEN O PRIMARIAS SON AQUELLAS LAS CUALES ESTAN APOYADAS DIRECTAMENTE DE COLUMNAS, LAS DE SEGUNDO ORDEN SON AQUELLAS QUE AL MENOS UN EXTREMO SE APOYA EN UNA DE PRIMER ORDEN.

8.-LAS TRABES DE TERCER ORDEN O TERCIARIAS SON AQUELLAS QUE SE APOYAN AL MENOS EN UN EXTREMO EN UNA TRABE DE SEGUNDO ORDEN, Y ASI SUCESIVAMENTE. ENCONTRAREMOS TRABES DE ORDEN PROGRESIVO.



EJEMPLOS:



CLASIFICACIÓN DE LOS EDIFICIOS

POR SU DESTINO, LAS CONSTRUCCIONES SE CLASIFICAN EN 3 GRUPOS.

GRUPO A.- EDIFICIOS GUBERNAMENTALES DE SERVICIOS PÚBLICOS. (PLANTAS DE BOMBEO, CENTRALES ELÉCTRICAS, ESTACIONES DE BOMBEROS, ETC.) AQUELLOS QUE SU FUNCIONAMIENTO ES ESPECÍFICAMENTE IMPORTANTE A RAÍZ DE SISMOS O CATÁSTROFES, (COMO HOSPITALES) AQUELLOS CUYO CONTENIDO ES DE GRAN VALOR (COMO MUSEOS) Y AQUELLOS CON ÁREA MAYOR CONSTRUIDA SUPERIOR A 400M² DONDE EXISTE FRECUENTE AGLOMERACIÓN DE PERSONAS (ESCUELA, ESTADIOS, SALAS DE ESPECTÁCULOS, TEMPLOS, ETC.)

GRUPO B.-CONSTRUCCIONES PARA LA HABITACIÓN PRIVADA O DE USO PUBLICO DONDE NO EXISTE FRECUENTE AGLOMERACIÓN DE PERSONAS (HOTELES, VIVIENDAS, EDIFICIOS DE DEPARTAMENTOS, O DESPACHOS, PLANTAS INDUSTRIALES, GASOLINERAS, Y RESTAURANTES.)

EDIFICIOS CON ÁREA TOTAL CONSTRUIDA NO MAYOR A 400M² EN LOS QUE EXISTE FRECUENTE TRANSITO DE PERDONAS , CERCAS CUYA ALTURA EXCEDA LOS 2,50M CONSTRUCCIONES PARA GUARDAR MATERIALES O EQUIPOS COSTOSOS Y AQUELLAS CUYA FALLA PUEDA PONER EN PELIGRO OTRAS CONSTRUCCIONES DE ESTE GRUPO O DEL GRUPO “A”.

GRUPO C.- CONSTRUCCIONES AISLADAS CUYA CONSTRUCCIÓN NO REQUIERA LA INTERVENCIÓN DE DIRECTOR NI RESPONSABLE DE OBRA Y CUYA FALLA O TEMBLOR NO PONGA EN PELIGRO A LA ESTRUCTURA DE CONSTRUCCIONES DEL GRUPO “A” Y “B” , A SERES HUMANOS , A MATERIALES O EQUIPOS COSTOSOS, CONSIDERANDO LAS CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES ESTE GRUPO CLASIFICA EN M² A LOS PRIMEROS.



EJEMPLO:



CLASIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURACIÓN.

ESTRUCTURACIÓN TIPO 1.- ESTRUCTURAS QUE POSEEN LÍNEAS EN LA DIRECCIÓN QUE SE ANALIZAN DOS O MAS ELEMENTOS RESISTENTES A FUERZAS CORTANTES HORIZONTALES Y CUYA DIRECCIÓN SEAN DEBIDAS ESENCIALMENTE A FLEXIÓN DE LOS MIEMBROS ESTRUCTURALES SE INCLUYEN EN ESTA CLASE LAS ESTRUCTURAS DE EDIFICIOS QUE POSEAN MARCOS FORMADOS POR TRABES ( QUE SOPORTAN ARMADURAS O LOSAS PLANAS) Y COLUMNAS (QUE PUEDEN SER METÁLICAS O DE CONCRETO REFORZADO), SIENDO CADA MARCO CAPAZ DE RESISTIR EN TODOS LOS PISOS AL MENOS EL 50% DE LAS FUERZA CORTANTE DE DISEÑO, QUE LE TOCA SI TRABAJA AISLADO, SIN REQUERIR PARA ELLO LA COLOCACIÓN DE MUROS O CONTRAVÉNTEOS DIAGONALES.

LOS PISOS Y CUBIERTAS DE ESTAS ESTRUCTURAS SERÁN SUFICIENTEMENTE RESISTENTES Y RÍGIDOS PARA RESISTIR LAS FUERZAS LATERALES ENTRE LOS ELEMENTOS DE DIVERSA FLEXIBILIDAD Y SE INCLUYEN TAMBIÉN LAS CONSTRUCCIONES CON UNA ALTURA MÁXIMA DE 7M O 2 PISOS QUE CUMPLAN CON LOS REQUERIMIENTOS DE MÉTODOS SIMPLIFICADOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL.

ESTRUCTURACIÓN TIPO 2.-ESTRUCTURAS CUYAS DEFORMACIONES ANTE LA ACCIÓN DE CARGAS LATERALES EN LA DIRECCIÓN QUE SE ANALIZA, SEAN DEBIDAS ESENCIALMENTE A ESFUERZO CORTANTE O A FUERZA AXIAL EN LOS MIEMBROS ESTRUCTURALES. SE CONSIDERAN EN ESTA CLASE LOS EDIFICIOS SOPORTADOS ÚNICAMENTE POR MUROS DE CARGA, Y AQUELLOS CUYAS MARCAS SON INCAPACES DE RESISTIR POR SI MISMO EN CADA PISO EL 50% DE LA FUERZA CORTANTE DE DISEÑO QUE LES TOCARÍA SI TRABAJARAN AISLADOS. SE EXCEPTÚAN DE ESTA CLASIFICACIÓN AQUELLAS CONSTRUCCIONES QUE SE INCLUYEN EN LA ESTRUCTURACIÓN TIPO 1.



ESTRUCTURACIÓN TIPO 3.-TANQUES ELEVADOS, CHIMENEAS, Y TODAS AQUELLAS CONSTRUCCIONES QUE SE HACEN SOPORTADAS POR UNA SOLA COLUMNA ORIENTADA PERMANENTEMENTE A LA DIRECCIÓN QUE SE ANALIZA Y CUYAS COLUMNAS NO ESTÉN LIGADAS EN LAS CUBIERTAS Y EN LOS PISOS POR ELEMENTOS DE SUFICIENTE RIGIDEZ Y RESISTENCIA PARA CONSTRUIR LAS FUERZAS HORIZONTALES ENTRE LAS COLUMNAS DE DIVERSA FLEXIBILIDAD.

PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO DE LOS EDIFICIOS CLASIFICADOS SEGÚN SU DESTINO EN EL GRUPO B SE EMPLEARAN VALORES MÍNIMOS DE COMPRESIBILIDAD SEGÚN EN LA ZONA (C).

OBSERVACIONES:



FORMA PRÁCTICA PARA REALIZAR UN PROYECTO ESTRUCTURAL.

1.- SE DEFINEN PROVISIONALMENTE LOS ELEMENTOS DE CADA NIVEL COLOCANDO UN PAPEL TRANSPARENCIA SOBRE LA PLANTA ARQUITECTÓNICA COMO PRIMER PASO , PARA PLANTA BAJA SE DEFINEN TABLEROS DE TAMAÑO ADECUADO HACIENDO CASO OMISO A LOS PEQUEÑOS LOCALES Y RESOLVIENDO MEJOR ESTOS CASOS CON MUROS DIVISORIOS QUE SE APOYEN EN EL FIRME DE LA PLANTA BAJA, O SOBRE UNA ZAPATA DE MENORES DIMENSIONES, RECOMENDANDO QUE LOS MUROS DE CARGA Y LÍNEAS RESISTENTES DEFINAN LOS TRAMOS DE CIMENTACIÓN QUE SOPORTARAN LA SÚPER ESTRUCTURA ,EN CONSECUENCIA UNA CANTIDAD EXCESIVA DE TABLEROS CONDUCE A UNA CIMENTACIÓN MUY CONGESTIONADA.

2.- SE COLOCA EL PAPEL TRASPARENTE EN LA PLANTA ESTRUCTURAL DEL ENTREPISO SOBRE LA PLANTA ARQUITECTÓNICA DE LA PLANTA ALTA. DE ESTA MANERA SE ESTABLECERÁ LA COINCIDENCIA DE MURAS EN LA PLANTA ALTA CON LOS DE LA PLANTA BAJA Y ESTOS DEBERÁN ACTUAR COMO DIVISORIOS SOBRE TABLEROS DE ENTREPISO ASÍ COMO LAS TRABES SE APOYARAN SOBRE LOS MUROS DE LA PLANTA ALTA.



3.- DESPUÉS SE COLOCARA OTRO PAPEL TRANSPARENCIA SOBRE LA PLANTA ARQUITECTÓNICA DE LA PLANTA ALTA Y SE DEFINIRÁN LOS TABLEROS DE LAS LOSAS SIGUIENTES .SE REPITE LA PREFERENCIA DE QUE LAS TRABES COINCIDAN CON LAS DE ENTREPISO QUE ESTAS SOPORTARAN A MUROS, PARA ALIGERAR LA CARGA DE LOS DE ENTREPISO Y LOGRAR QUE NO RESULTEN VOLUMINOSAS. SE RECORDARA QUE EN LA REPRESENTACIÓN DE LA LOSA DE AZOTEA NO DEBERÁN DE COLOCARSE MUROS DIVISORIOS EN PLANTA ALTA, PUES ESTOS DEBERÁN REPRESENTARSE EN LOS NIVELES DE ENTRE PISO Y SE VERIFICARA QUE LOS CASTILLOS DE LAS TRABES DE AZOTEA TENGAN PROLONGACIÓN HASTA LA CIMENTACIÓN, CONDICIÓN QUE ES PREFERENTE.



SISTEMAS ESTRUCTURALES

ESTRUCTURAS RETICULARES

SE DIVIDEN EN 6 CATEGORÍAS

� VIGAS � ARMADURAS PLANAS � ARMADURAS EN EL ESPACIO � MARCOS PLANOS � PARRILLAS � MARCOS EN EL ESPACIO

ESTA ESTRUCTURA REPRESENTAN UNA CLASE DE CARACTERÍSTICAS ESPACIALES Y SU ANÁLISIS ES LO SUFICIENTEMENTE DIFERENTE YA QUE GARANTIZAN CONDICIONES TOTALMENTE SEPARADAS CADA ESTRUCTURA RETICULAR.

ESTA SEPARADA SUS MIEMBROS QUE SON LARGAS EN COMPARACIÓN CON LAS DIMENSIONES DE SU SECCIÓN TRASVERSAL.

LOS NUDOS DE ESTE TIPOS DE ESTRUCTURA SON PUNTOS DE INTERSECCIÓN DE LOS MIEMBROS A SI COMO LOS PUNTOS DE APOYO DE LOS MIEMBROS DE EXTREMOS LIBRES ESTOS APOYOS PUEDEN ESTAR EMPOTRADOS FIJOS O ARTICULADOS.

LA CONEXIÓN ENTRE MIEMBROS Y APOYOS PUEDEN SER ELÁSTICOS (SEMIRRÍGIDOS) SIN EMBARGO LAS CARGAS EN UNA ESTRUCTURA RETICULAR PUEDEN SER FUERZAS CONCENTRADAS O CARGAS DISTRIBUIDAS.

CARGAS DE FUERZAS QUE DEBIDO A LAS REACCIONES EN LAS CONEXIONES PUEDEN SER TOTALMENTE RÍGIDAS; SI SU DISEÑO ES EL ADECUADO.



VIGAS

ESTÁN FORMADAS POR UN MIEMBRO RECTO QUE TIENE 1 O MAS PUNTOS DE APOYO ESTOS PUNTOS DE APOYO SE DEBEN NOMBRAR CON LETRAS.

LAS FUERZAS QUE SE APLICAN EN ESTE TIPO DE ESTRUCTURAS SE SUPONE QUE ACTÚAN EN UN PLANO QUE CONTIENE UN EJE DE SIMETRÍA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA VIGA. (UN EJE DE SIMETRÍA ES TAMBIÉN UN EJE PRINCIPAL DE UN SECCIÓN TRANSVERSAL) TODOS LOS PARES EXTERNOS QUE ACTÚAN SOBRE LA VIGA TIENEN SUS VECTORES QUE ACTÚAN NORMALES A ESTE PLANO.

Y LAS VIGAS SE DEFORMAN EN EL MISMO PLANO (PLANO DE FLEXIÓN) Y EN ESTE PLANO NO SUFREN TORSIÓN.

(EN EL CASO DE QUE UNA VIGA TENGA MOMENTOS DE TORSIÓN SU ANÁLISIS NOS LLEVA A UNA ARTICULACIÓN EN SUS EXTREMOS Y POR TAL MOTIVO SE DEBERÁ CONSIDERAR COMO UNA PARRILLA) EN CUALQUIER SECCIÓN DE LA VIGA PUEDE EXISTIR ESFUERZO INTERNO Y EN CASOS GENERALES SE PUEDE INCLUIR FUERZAS AXIALES CORTANTES Y UN PAR DE FLEXIONES.

ARMADURAS PLANAS:

SE IDEALIZAN COMO UN SISTEMA DE MIEMBROS EN UN PLANO E INTERCONECTADOS EN JUNTAS ARTICULADAS. TODAS LAS FUERZAS APLICADAS SE CONSIDERAN ACTUANDO EN EL PLANO DE LAS ESTRUCTURAS Y TODOS LOS PARES EXTERNOS TIENEN SUS VECTORES DE MOMENTOS NORMALES AL PLANO, JUNTO COMO EN EL CASO DE LA VIGA. LAS CARGAS PUEDEN CONSISTIR DE FUERZAS CONCENTRADAS APLICADAS EN LOS NUDOS, ASÍ COMO CARGAS QUE ACTÚAN EN LOS PROPIOS MIEMBROS. PARA PROPÓSITO DE ANÁLISIS; LAS ULTIMAS CARGAS PUEDEN REEMPLAZARSE POR CARGAS ESTÁTICAMENTE EQUIVALENTES QUE ACTÚAN EN LAS ARTICULACIONES EL ANÁLISIS DE UNA ARMADURA SUJETA ÚNICAMENTE A CARGAS EN LOS NUDOS Y DARÁN COMO RESULTADO FUERZAS AXIALES DE TENSIÓN O COMPRESIÓN EN LOS MIEMBROS.



ADEMÁS DE ESTAS FUERZAS AXIALES EXISTIRÁN MOMENTOS FLEXIONANTES Y FUERZAS CORTANTES EN AQUELLOS MIEMBROS QUE TIENEN CARGAS QUE ACTÚAN DIRECTAMENTE SOBRE ELLOS. LA DETERMINACIÓN DE TALES ESFUERZOS RESULTANTES CONSTITUYEN UN ANÁLISIS COMPLETO DE LAS FUERZAS QUE ACTÚAN EN LOS MIEMBROS DE DICHA ARMADURA

� ARMADURA EN EL ESPACIO ES SIMILAR A UNA ARMADURA PLANA EXCEPTO QUE LOS MIEMBROS PUEDEN TENER CUALQUIER DIRECCIÓN EN EL ESPACIO. LAS FUERZAS QUE ACTÚAN EN UNA ARMADURA PUEDEN TENER DIRECCIONES ARBITRARIAS, PORQUE ACTÚAN EN UN MIEMBRO DADO Y DEBEN TENER SU VECTOR DE MOMENTO PERPENDICULAR AL EJE DEL MIEMBRO DE CADA ARMADURA, ASÍ ES INCAPAZ DE SOPORTAR UN MIEMBRO DE CADA ARMADURA Y ES INCAPAZ DE SOPORTAR UN MOMENTO TORCIONANTE.

MARCO EN PLANO

ESTA COMPUESTO DE MIEMBROS EN UN SOLO PLANO Y QUE TIENE SU EJE DE SIMETRÍA EN EL MISMO (EL CASO DE UNA VIGA) LOS NUDOS ENTRE LOS MIEMBROS SON CONEXIONES RÍGIDAS. LAS FUERZAS LAS FUERZAS QUE ACTÚAN EN UN MARCO Y SUS DESPLAZAMIENTOS SE ENCUENTRA EN EL MISMO DE LAS ESTRUCTURAS: TODOS LOS PARES

TODOS LOA PARES QUE ACTÚAN EN EL MARCO TIENEN SUS VECTORES DE MOMENTOS NORMALES AL PLANO. LOS ESFUERZOS INTERNOS RESULTANTES QUE ACTÚAN EN CUALQUIER SECCIÓN DE UN MIEMBROS PUEDEN CONSISTIR GENERALMENTE DE UN PAR DE FLEXIÓN, UNA FUERZA CORTANTE Y UNA FUERZA AXIAL.



PARRILLA

ES UNA ESTRUCTURA PLANA COMPUESTA POR MIEMBROS CONTINUOS QUE SE INTERSECTAN O SE CRUZAN, LAS CONEXIONES ENTRE ESTOS SE CONSIDERAN RÍGIDAS EN COMPARACIÓN CON UN MARCO PLANO LAS FUERZAS APLICADAS CAEN TODAS EN LE PLANO DE LA ESTRUCTURA Y EN EL CASO DE LA PARRILLA TODAS LAS FUERZAS SON NORMALES A UN PLANO DE LA ESTRUCTURA, Y TODOS LAS PARES TIENEN SUS VECTORES EN EL PLANO DE LAS PARRILLAS ESTA ORIENTACIÓN DE LA CORAZA PUEDE DAR COMO RESULTADO TORSIÓN, A SI COMO FLEXIÓN EN ALGUNOS DE LOS MIEMBROS. QUE TIENEN DOS EJES DE SIMETRÍA EN SU SECCIÓN TRANSVERSAL DE MODO QUE LA FLEXIÓN Y LA TORSIÓN TOMA CARGA INDEPENDIENTE UNA DE LA OTRA.

MARCO EN EL ESPACIO

SON EL TIPO MAS GENERAL DE ESTRUCTURAS RETICULAR TANTO QUE NO HAY RESTRICCIONES EN LA POSICIÓN DE LOS NODOS, DIRECCIÓN DE LOS MIEMBROS; O DIRECCIONES DE LAS CARGAS. LOS MIEMBROS INDIVIDUALES DE UN MARCO EN EL ESPACIO PUEDEN SOPORTAR FUERZAS AXIALES INTERNAS, PARES TORCIONANTES, PARES FLEXIONANTES EN LAS DOS DIRECCIONES PRINCIPALES DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Y FUERZAS CORTANTES EN LAS DOS DIRECCIONES PRINCIPALES.

SE CONSIDERAN QUE LOS MIEMBROS TIENEN 2 EJES DE SIMETRÍA EN LA SECCIÓN TRANSVERSAL COMO EN LE CASO DE LAS PARRILLAS.

ESTE TIPO DE ESTRUCTURAS TIENE MIEMBROS PRISMÁTICOS ESTO EN CADA MIEMBRO TIENE UN EJE RECTO Y UNA SECCIÓN TRANSVERSAL CONSTANTE EN TODA SU LONGITUD.



� NODOS O APOYOS UNO DE LOS ELEMENTOS MAS IMPORTANTES DENTRO DEL SISTEMA ESTRUCTURAL ES AQUEL MEDIANTE EL CUAL SE TRASMITEN ESFUERZOS O TRABAJOS ESPECÍFICOS DE UNA PIEZA A OTRA: ES UN COMPONENTE CON UNA LONGITUD MUY PEQUEÑA QUE EN OCASIONES PUEDE SER IGUAL A CERO.

UNE O LIGA A DOS O MAS DE PIEZAS ESTRUCTURALES O SIMPLEMENTE SOPORTAN EL PESO Y EL TRABAJO QUE DETERMINA UNA ZONA.

ESTE ELEMENTO ESTRUCTURAL ES CONOCIDO CON EL NOMBRE DE APOYO, NODO DE LIGA O NODO.

EXISTEN VARIOS TIPOS DE APOYOS, SEGÚN LAS ACTIVIDADES QUE REALICEN; EN ESTE CASO ANALIZAREMOS CUATRO DIFERENTES LOS MAS USUALES TANTO EN LA EDIFICACIÓN DE UNA OBRA COMO EN EL ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL Y ESTOS SON:

1.- LIBRE APOYO

2.- ARTICULACIÓN

3.- EMPOTRE

4.- CONTINUIDAD



EJEMPLOS:



1. LIBRE APOYO:

ES UNA PIEZA QUE ÚNICAMENTE TRASMITE CARGAS GRAVITACIONALES (FUERZAS HORIZONTALES INDUCIDAS) LAS PIEZAS QUE LLEGAN A EL NO ESTÁN UNIDAS ENTRE SI POR LO QUE DICHO APOYO PERMITE LA LIBRE DEFORMACIÓN DE TODO EL ELEMENTO. OCURRIÓ EL LIBRE APOYO EN ESTA CONDICIONES ES MAS BIEN FICTICIO EN TÉRMINOS DE CONSTRUCCIÓN (EXISTEN SIN EMBARGO SITUACIONES ESTRUCTURALES QUE SE ASEMEJE EN SUS CARACTERÍSTICAS AL LIBRE APOYO Y SE SUPONE COMO TAL.

CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES

a) PIEZA CON LIBRE APOYO EN SUS EXTREMOS Y SE DEFORMA POR LA ACCIÓN DE SU PROPIO PESO.

b) EXISTEN DEFORMACIONES EN EL EXTREMO DE LAS PIEZAS PORQUE EL APOYO NO SE OPONE.

c) EN EL EXTREMO TANTO EN LA PARTE SUPERIOR COMO EN LA INFERIOR LAS PARTÍCULAS MANTIENEN SUS POSICIONES RELATIVAS ENTRE SI MISMAS ANTES Y DESPUÉS DE LA DEFORMACIÓN POR LO QUE EN ESTE PUNTO NO EXISTEN MOMENTOS FLEXIONANTES. ESTE INICIA Y COMIENZA A CRECER PAULATINAMENTE E INMEDIATAMENTE DESPUÉS DEL APOYO COMO LO INDICA LAS FLECHAS DE DESPLAZAMIENTO DE LAS PARTÍCULAS.



2. ARTICULACIÓN

ES EL TIPO DE APOYO QUE CONECTA O UNE A LAS PIEZAS QUE EN EL CONCURREN Y QUE PERMITEN QUE SE REALICEN SUS DEFORMACIONES Y PUEDE CONSIDERARSE COMO UN SISTEMA FLEXIBLES ESTRUCTURAL.


AL IGUAL QUE EN LE APOYO LIBRE NO APARECEN MOMENTOS FLEXIONANTES EN LOS EXTREMOS PERO LA DEFORMACIÓN DE LA PIEZA INTENTA JALAR EL APOYO POR LO QUE SE PRODUCE EN LAS REACCIONES DE DIRECCIÓN INTERMEDIA.



3. EMPOTRE

ESTAS ES UN NUDO QUE SI MODIFICA LA LIBRE DEFORMACIÓN SUPUESTA DE LA PIEZA QUE LLEGA A EL. LA CONDICIÓN NECESARIA ES LA DE QUE EL ANGULO DE LA PIEZA EN EL EXTREMO EMPOTRADO SEA EL MISMO AL CUAL LAS CARGAS Y EN EL ESTADO DE REPOSO POR ESTA RAZÓN SE ORIGINAN MOMENTOS FLEXIONANTES EN DICHOS EXTREMOS.


A) PIEZA EMPOTRADA EN SUS EXTREMOS EN EL SUPUESTO ESTADO DE REPOSO

B) DEFORMACIÓN AL ACTUAR SU PESO PROPIO (TENSIÓN ARRIBA Y

PRESIÓN ABAJO)

LA PIEZA INTERNA HACE GIRAR AL APOYO PERO ESTE RESISTE CON UN IMPEDIMENTO LLAMADO MOMENTO DE EMPALME.



DEFORMACIONES:



DESPLAZAMIENTOS



DESPLAZAMIENTO LINEAL:



DESPLAZAMIENTO ANGULAR:



METODO CARGA UNITARIA:



DEFORMACION UNITARIA:



METODO DE SUPERPOSICION:

Documents

(Microsoft Word - Manual de Dise321o Estructural i)