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ANALISIS ESTRUCTURAL

1. E.A.P. DE INGENIERÍA CIVIL  

2. DISEÑO ESTRUCTURAL

3. DISEÑO ESTRUCTURAL DEP CARGA MUERTA 0.6 (CARGA MUERTA) + 0.6 (CARGA DE VIENTO) 0.6 (CARGA MUERTA) + 0.7 (CARGA SÍSMICA) DFCR 1.4 (CARGA MUERTA) 1.2 (CARGA MUERTA) + 1.6 (CARGA VIVA) + 0.5 (CARGA DE NIEVE) 0.9 (CARGA MUERTA) + 1.0 (CARGA DE VIENTO) 0.9 (CARGA MUERTA) + 1.0 (CARGA SÍSMICA) En todos estos casos se considera que las combinaciones proporcionan una carga máxima pero real sobre la estructura

4. INTRODUCCIÓN Es importante siempre tener en cuenta que es lo que buscamos al realizar el análisis estructural, de esta forma nos enfocaremos en definir la información necesaria para obtener un resultado confiable. Por lo tanto por medio del análisis estructural pretendemos predecir el comportamiento de cualquier elemento estructural o conjunto de elementos estructurales, comportamiento que enmarcamos en la determinación de reacciones, esfuerzos internos y deformaciones.

5. Estructura idealizada El análisis exacto de una estructura es imposible de realizar, debido a que debemos de realizar estimaciones de las cargas y la resistencia de los materiales que componen la estructura. Los elementos estructurales se unen de diversas maneras dependiendo de la intención del diseñador. Los tres tipos de juntas que se especifican con mayor frecuencia son la junta articulada; el soporte de rodillo y la junta fija. Concepto Se entiende por idealización de estructuras al proceso de reemplazar una estructura real por un sistema simple susceptible de análisis se llama idealización estructural. Se comprende por idealización estructural al análisis de estructuras donde veremos algunos puntos tales como : Idealización geométrica. Idealización mecánica. Idealización de vínculos. Idealización delos materiales. Idealización de las solicitante .

6. IDEALIZACIÓN GEOMÉTRICA Se basa en la simplificación de las dimensiones y formas de la estructura real, se sustituyen las piezas por su directriz simplificando el sistema estructural en los casos de sección variable o directriz curva, para poder realizar nuestros cálculos más precisos posibles cada elemento deberá estar conectado por nodos y estos se ubicarán en intersecciones de ejes de elementos, en irregularidades geométricas y en condiciones de borde . Figura 1: Piezas de sección constante y de sección curva Figura 2: Piezas de zonas rígidas de la viga y de distinta sección

7. IDEALIZACIÓN MECÁNICA Estas se apreciarán con su aproximación en el comportamiento mecánico de los materiales, y a su vez estará relacionado con la estimación de su módulo de elasticidad y corte (E) y (G), etc. Esta idealización se hace con el fin de evitar errores en la rigidez y deformación de la estructura. Se define por los desplazamientos de los nudos y deformaciones en la barra según el problema analizado. Figura 3: Idealización de un puente volumétrico.

8. ANALISIS DE ESTRUCTURAS ESTÁTICAMENTE DETERMINADAS ESTRUCTURA IDEALIZADA MODELAR O IDEALIZAR UNA ESTRUCTURA A FIN DE PODER EFECTUAR UN ANALISIS DE FUERZAS DE LOS ELEMENTOS

9. Conexiones de soporte (apoyo)

10. El ejemplo más claro es el de los  cimientos  que unen la estructura con el terreno que le sirve de sustento. Pero hay apoyos y enlaces, no solo para el global de la estructura, sino también en las uniones entre diversos elementos estructurales (entre viga y pilar, entre pilar y cimiento, entre barras de una celosía, entre los elementos mecánicos de una máquina…). Las restricciones al movimiento están asociadas a  fuerzas de reacción o reacciones de los enlaces , que son las acciones necesarias para impedir o coaccionar los movimientos que los enlaces restringen. Estas fuerzas se denominan de  reacción  porque sólo se producen como reacción o respuesta a un intento de realizar el movimiento que el enlace prohíbe.

11. Soporte simple o articulado.- La reacción corresponde a la que se produce entre dos superficies tangentes que se tocan en un punto, permitiendo el deslizamiento relativo entre ambas. Es libre el movimiento en la dirección del eje x, así como el giro en el plano xy . La reacción es una fuerza perpendicular al plano x.

12. Apoyo doble, o apoyo articulado fijo . El desplazamiento está impedido en el eje x y en el eje y. Las reacciones son en las direcciones de estos dos ejes. Sólo se permite el giro.

13. Empotramiento En este caso no se permiten movimientos en las direcciones x e y, así como tampoco el giro. Las reacciones son fuerzas en la dirección de x y de y, así como un momento que impide el giro en ese punto.

14. Tipos de apoyos en estructuras 1) Apoyo Móvil 2) Apoyo Fijo 3) Apoyo Empotrado No puede subir ni bajar , tiene reacción en el eje ¨Y¨. No puede subir ni bajar , tiene reacción en el eje ¨Y¨. No se puede mover de izquierda a derecha, tiene reacción en el eje ¨X¨. No puede subir ni bajar , tiene reacción en el eje ¨Y¨. No se puede mover de izquierda a derecha, tiene reacción en el eje ¨X¨. No puede girar, porque tiene un momento

15. Tipos de conexión para estructuras Estos cuatro tipos de soporte se encuentran sobre una superficie horizontal, por lo tanto se considere que no hay fricción a lo largo del eje horizontal. Vamos a tener una reacción similar.

16. Tipos de conexión para estructuras El collarín se puede mover hacia arriba y hacia abajo. Al tener superficies lisas en ambos casos, no existe fuerza de fricción que impide el movimiento, pero existirá una fuerza limitante. Estos cuatro tipos de soporte se encuentran sobre una superficie horizontal, por lo tanto se considere que no hay fricción a lo largo del eje horizontal. Vamos a tener una reacción similar.

17. Tipos de conexión para estructuras

18. CARGAS TRIBUTARIAS Cuando las superficies planas como paredes, pisos o techos están soportadas por un marco estructural, es necesario determinar las formas en que se transmite la carga sobre estas superficies hacia los diversos elementos estructurales utilizados para su soporte. En general, existen dos formas en las que puede hacerse esto.

19. CARGAS TRIBUTARIAS Sistema de una dirección : Una losa o una cubierta que se apoya de tal manera que transfiere su carga a los elementos de soporte mediante una acción en un solo sentido, se conoce como una losa en una dirección . Son elementos estructurales cuyas dimensiones en planta son relativamente grandes en  comparación con su peralte. Las losas que funcionan en una dirección, son aquellas que trabajan únicamente un la dirección perpendicular a los apoyos, esto sucede cuando en una losa existe un lado que es dos veces o más de dos veces grande que el otro lado. Esto se define como la relación. Son cargas que se encuentran cuando las superficies planas están soportadas por un marco estructural y es necesaria determinar la forma en que se transmiten.

20. Un sistema se considera que trabaja en una dirección cuando se cumple una de las siguientes condiciones: Cuando tiene dos bordes libres, sin apoyo vertical, y tiene vigas o muros, en los otros dos bordes opuestos aproximadamente paralelos. Cuando el panel de losa tiene forma aproximadamente rectangular con apoyo vertical en sus cuatros lados, con una relación de la luz larga a la luz corta mayor que 2. Cuando una losa nervada tiene sus nervios principalmente en una dirección. Para determinar el espesor de una losa armada en una dirección se puede efectuar un análisis de deflexiones. DISEÑO LOSA EN UNA DIRECCIÓN

21. SISTEMA DE UNA DIRECCIÓN

22. Un sistema bidireccional es un panel de concreto armado por flexión en más de una sola dirección. Se han utilizado muchas variantes de este tipo de construcción para entrepisos y techos, incluyendo placas planas, losas planas macizas y losas planas aligeradas con huecos de cajonetas . La placa plana es la forma más sencilla de los sistemas de losas bidireccionales (armado en dos direcciones) en cuanto análisis, dimensionamiento, detallado, fabricación y colocación de varillas y encofrado.  Una placa plana se define como una losa bidireccional de peralte uniforme, sostenida por cualquier combinación de columnas y muros, con o sin vigas en los bordes, y sin ábacos, capiteles de columnas, ni ménsulas. SISTEMA EN DOS DIRECCIONES

23. SISTEMA EN DOS DIRECCIONES

24. El  principio de superposición  es una idea general en la física donde un sistema se encuentra en todos los estados posibles al mismo tiempo. Una vez que se mide, cae a uno de los estados base en los que se forman la superposición, destruyendo la configuración original. Es a través de esta ley que se explica la rareza cuántica observada a través de muchos experimentos de la física moderna . PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN 

25. 1. 2. 3. 1. 2. 3. PRINCIPIO DE SUPERPOSICION El principio de superposición es una base fundamental del análisis estructural. El principio de superposición nos permite decir que lo que le pasa de forma general a la viga inicial (es decir, los esfuerzos y reacciones que aparecen) es lo mismo que lo que resulta de sumar lo que le pasa a esa misma viga sometida a cada una de las acciones por separado.

26. Para aplicar el principio de superposición deben imponerse dos requisitos: La geometría de la estructura no debe experimentar un cambio significativo al aplicar las cargas; es decir, se aplica la teoría de los pequeños desplazamientos. Si se dan grandes desplazamientos, la posición y la orientación de las cargas cambiarán en forma significativa. El material debe comportarse de una manera elástica lineal, de modo que la ley de Hooke sea válida y por lo tanto la carga será proporcional al desplazamiento. El precepto teórico de esta ley es que el  desplazamiento  o la deformación sufrida por un objeto sometido a una  fuerza, será directamente proporcional a la fuerza deformante o a la carga. Es decir,  a mayor fuerza, mayor deformación o desplazamiento