análisis estructural unjbg- clase 2.pptx

Libro correspondiente al curso de análisis estructural, utilizado para el desarrollo de un trabajo escalonadoClaro, puedo redactarte un texto extenso (3000 palabras aprox.) sobre análisis estructural con enfoque académico y técnico, ideal para tu carrera de Ingeniería Civil.

El texto estará dividido en secciones claras: introducción, fundamentos, métodos clásicos, métodos matriciales, aplicaciones, softwares, importancia en el diseño estructural y conclusiones.


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ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Introducción

El análisis estructural es una de las ramas fundamentales de la ingeniería civil y la ingeniería mecánica, encargada de estudiar el comportamiento de las estructuras sometidas a diferentes tipos de cargas. Su propósito esencial es garantizar la seguridad, estabilidad y funcionalidad de edificaciones, puentes, presas, torres, plataformas marinas y todo tipo de sistemas estructurales.

A través del análisis estructural, los ingenieros determinan los esfuerzos internos (fuerzas axiales, cortantes, momentos flectores y torsionales), así como los desplazamientos y deformaciones que experimentan los elementos. Estos resultados permiten diseñar las dimensiones, materiales y conexiones adecuadas, cumpliendo con las normativas de resistencia, servicio y durabilidad.

Desde tiempos antiguos, el ser humano ha tenido la necesidad de comprender cómo se comportan las estructuras. Las pirámides de Egipto, los templos griegos y los acueductos romanos son ejemplos históricos de construcciones que se erigieron sin el formalismo matemático actual, pero con una profunda intuición empírica acerca del equilibrio y la resistencia de materiales. No obstante, con el avance de la ciencia, especialmente desde el Renacimiento y la Revolución Industrial, el análisis estructural se consolidó como disciplina científica apoyada en la mecánica, el cálculo diferencial e integral, la teoría de elasticidad y los métodos numéricos modernos.

Hoy en día, el análisis estructural se apoya tanto en métodos clásicos de cálculo manual como en herramientas computacionales avanzadas basadas en el método de los elementos finitos (MEF), integrando también conceptos de dinámica estructural, análisis sísmico, estabilidad global y diseño basado en desempeño.


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Fundamentos del análisis estructural

Principio de equilibrio

Toda estructura debe encontrarse en equilibrio bajo la acción de cargas externas. Esto significa que la suma de fuerzas y momentos que actúan sobre el

1. ANÁLISIS ESTRUCTURAL I DOCENTE: ING. EDGAR CHURA AROCUTIPA TACNA – PERÚ 2025

2. TIPOS DE CARGAS Tipos de solicitaciones en las estructuras: E n general las solicitaciones se pueden clasificar en cargas permanentes, cargas vivas, cargas dinámicas y otros tipos de cargas ( presión hidrostática, empuje de suelos, etc )

3. CARGAS PERMANENTES Son aquellas cargas cuya magnitud y disposición de la estructura son constantes en cada momento y constituyen el peso propio de las estructuras.

4. CARGAS PERMANENTES (PESO UNITARIO NORMA E.020)

5. CARGAS PERMANENTES (PESO UNITARIO NORMA E.020)

6. CARGA PERMANENTE (PESO PROPIO DE UNA LOSA ALIGERADA)

7. CARGA VIVA Son aquellas cargas cuya magnitud y/o disposición en la estructura pueden ser variables y depende fundamentalmente de la función a la que ha sido destinada la estructura. Sobrecarga en edificaciones

8. CARGAS VIVA NORMA E.020

9. CARGA MOVIL EN PUENTES La carga viva en puentes, corresponde a la carga móvil de vehículos, peatones, trenes, etc. La AASHTO ha estandarizado la carga para carreteras en cuatro clases:H20,H15,HS20 y HS15. La carga H, corresponde a un camión de dos ejes seguido de un numero que indica el peso en Tn .

10. La carga HS, corresponde a un vehículo de tres ejes.

11. CARGA SÍSMICA La vibración del suelo está causada directamente por la acción de las ondas sísmicas. La severidad del movimiento vibratorio dependerá principalmente de : Profundidad del foco Distancia epicentral Magnitud Tipo de suelo - direccionalidad

12. CARGAS SÍSMICAS ACTUANTES EN UNA EDIFICACIÓN < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < Epicentro Foco o Hipocentro Ondas Sísmicas Las aceleraciones se traducen en fuerzas laterales y verticales Se producen las aceleraciones en todas las direcciones La edificación empieza a vibrar por efecto de las aceleraciones transmitidas por la cimentación Profundidad

13. ZONIFICACIÓN SÍSMICA EN EL PERÚ

14. CARGA SISMICA FUERZA CORTANTE EN LA BASE V= Fuerza cortante Z= Factor Zona U= Factor de uso C= Factor de amplificación sísmica S= Factor suelo R= Factor de reducción P= Peso propio del edificio + % de la sobrecarga    

15. CARGA SISMICA DISTRIBUCIÓN DE LA FUERZA SÍSMICA EN LA ALTURA = es un exponente relacionado con el período fundamental de vibración de la estructura (T)      

16. CARGAS DE VIENTO Toda las edificaciones expuestas a la acción del viento, serán diseñadas para resistir las cargas (presiones y succiones) exteriores e interiores debidos al viento. La velocidad de diseño del viento hasta 10 m de altura será la velocidad máxima a la zona de ubicación de la edificación, pero no menor de 75 Km/h, la velocidad de diseño del viento en cada altura de la edificación se obtendrá con la siguiente expresión: PRESIÓN DE VIENTO

17. CARGAS DE VIENTO = Donde : : velocidad de diseño en la altura h, Km/h V = velocidad de diseño hasta 10m de altura en Km/h h = altura sobre el terreno en metros.  

18. MAPA EÓLICO DEL PERÚ

19. EMPUJE DE MASAS DE SUELO Todo muro de contención se diseña para resistir los empujes de masas de suelo y las cargas verticales como el peso del muro, sobrecargas. Para el cálculo de la magnitud y ubicación presiones laterales se podrá emplear métodos de la mecánica de suelos.

20. CARGAS ACTUANTES EN UN MURO DE CONTENCIÓN

21. CARGAS HIDROSTÁTICAS El empuje hidrostático sobre una pared de un reservorio varía linealmente con la profundidad y el diagrama de presiones es triangular. Cuando la pared es inclinado el empuje del líquido tendrá un componente horizontal y otro vertical, el valor de p, se calcula con la ecuación: P = h Donde: P = presión h = profundidad 𝛾 = peso volumétrico  

22. CARGAS HIDROSTÁTICAS EN RESERVORIOS

23. OBRAS HIDRÁULICAS RESERVORIO Y TUBERIA DE CONCRETO

24. Bibliografía Aslam Kassimali (2010), Análisis Estructural, Ed. Thomsom Learning R.C, Hibbeler (1997), Análisis Estructural, Ed. Prentice Hall M.C. Cormac (2010), Análisis Estructural, Ed. Marcombo Ministerio de vivienda y construcción (2006), Reglamento Nacional de Edificaciones. Ed. SENCICO