Introducción Gral Cargas y Diseño a Tensión Modo de Compatibilidad

1 INTRODUCCIN AL DISEO ESTRUCTURAL EN ACERO Es un proceso CREATIVO e ITERATIVO Se basa en los principios de:

Esttica Dinmica mecnica de slidos y Anlisis estructural

Es un proceso CREATIVO e ITERATIVO Se basa en los principios de:

Esttica Dinmica mecnica de slidos y Anlisis estructural

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OBJETIVOS DE DISEO: El objetivo del proceso es disear una estructura segura

y confiable. Proveer de una estructura econmica. Cumplir con los requerimientos de diseo. Tomar en cuenta la incertidumbre en las variables

involucradas

1 INTRODUCCIN AL DISEOESTRUCTURAL EN ACERO

El objetivo del proceso es disear una estructura seguray confiable.

Proveer de una estructura econmica. Cumplir con los requerimientos de diseo. Tomar en cuenta la incertidumbre en las variables

involucradas

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REQUISITOS DE DISEO Resistencia Deformacin mxima Estabilidad Vibraciones Costo mnimo

Peso Mano de obra requerida Recursos


Resistencia Deformacin mxima Estabilidad Vibraciones Costo mnimo

Peso Mano de obra requerida Recursos

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Tiempo de construccin mnimo Mxima facilidad de mantenimiento Mxima eficiencia de operacin

REQUISITOS DE DISEO


Tiempo de construccin mnimo Mxima facilidad de mantenimiento Mxima eficiencia de operacin

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ETAPAS DE DISEO:1. Diseo conceptual2. Modelo de carga

Cargas Estados de carga

3. Modelo Estructural4. Seleccin de elementos5. Anlisis estructural6. Evaluacin (cumple / no cumple)7. Emisin de planos y especificaciones


1. Diseo conceptual2. Modelo de carga

Cargas Estados de carga

3. Modelo Estructural4. Seleccin de elementos5. Anlisis estructural6. Evaluacin (cumple / no cumple)7. Emisin de planos y especificaciones

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PROCESOITERATIVO

INCERTIDUMBRE: VARIABILIDAD DE LAS CARGAS

Cambio de uso Estimacin poco conservadora de cargas Combinaciones de carga distintas a las de diseo

VARIABILIDAD EN RESISTENCIA Imperfecciones geomtricas Tensiones residuales Diferencia en la resistencia del material Defectos en el proceso constructivo Baja de resistencia con el tiempo Aproximacin en formulas de resistencia


VARIABILIDAD DE LAS CARGAS Cambio de uso Estimacin poco conservadora de cargas Combinaciones de carga distintas a las de diseo

VARIABILIDAD EN RESISTENCIA Imperfecciones geomtricas Tensiones residuales Diferencia en la resistencia del material Defectos en el proceso constructivo Baja de resistencia con el tiempo Aproximacin en formulas de resistencia

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ESPECIFICACIONES Y CDIGOS DE CONSTRUCCIN:Algunas organizaciones publican prcticas o cdigos querecomiendan para uso regional o nacional, stas no sonlegalmente obligatorias, a menos que estn contenidas enordenanzas de edificaciones o formen parte de un contrato,entre las principales:


Algunas organizaciones publican prcticas o cdigos querecomiendan para uso regional o nacional, stas no sonlegalmente obligatorias, a menos que estn contenidas enordenanzas de edificaciones o formen parte de un contrato,entre las principales:

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ESPECIFICACIONES Y CDIGOS DE CONSTRUCCIN:En Ecuador se ha publicado la Norma Ecuatorianade la Construccin que contiene:Captulo 1: Cargas y MaterialesCaptulo 2: Peligro ssmico y Requisitos de Diseo Sismo-resistente.Captulo 3: Evaluacin y rehabilitacin de estructurasCaptulo 4: Estructuras de Hormign ArmadoCaptulo 5: Estructuras de aceroCaptulo 6: Mampostera EstructuralCaptulo 8: VidrioCaptulo 9: Geotecnia y cimentacionesCaptulo 10: Vivienda de hasta 2 pisos con luces de hasta 5metros


En Ecuador se ha publicado la Norma Ecuatorianade la Construccin que contiene:Captulo 1: Cargas y MaterialesCaptulo 2: Peligro ssmico y Requisitos de Diseo Sismo-resistente.Captulo 3: Evaluacin y rehabilitacin de estructurasCaptulo 4: Estructuras de Hormign ArmadoCaptulo 5: Estructuras de aceroCaptulo 6: Mampostera EstructuralCaptulo 8: VidrioCaptulo 9: Geotecnia y cimentacionesCaptulo 10: Vivienda de hasta 2 pisos con luces de hasta 5metros

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ESPECIFICACIONES Y CDIGOS DE CONSTRUCCIN:Dentro del captulo 5, en 5.1.3 se indican las especificaciones ycdigos de referencia, las principales son:American Institute of Steel Construction (AISC)ANSI/AISC 360-10 Specification for Structural Steel BuildingsANSI/AISC 358-05 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames

for Seismic ApplicationsANSI/AISC 341-05Seismic Provisions for Structural BuildingsANSI/AISC 341-10 Seismic Provisions for Structural BuildingsAmerican Welding Society (AWS)AWS D1.1/D1.1M: 2013 Structural Welding Code-SteelAWS D1.8/D1.8M: 2009 Structural Welding Code-Seismic SupplementAWS B5.1-2003 Specification for the Qualification of Welding InspectorsANSI/AWS B4.0M:2000 Standard Methods for Mechanical Testing of Welds (Metric Customary Units)ANSI/AWS B4.0:2007 Standard Methods for Mechanical Testing of Welds (U.S. Customary Units)


Dentro del captulo 5, en 5.1.3 se indican las especificaciones ycdigos de referencia, las principales son:American Institute of Steel Construction (AISC)ANSI/AISC 360-10 Specification for Structural Steel BuildingsANSI/AISC 358-05 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames

for Seismic ApplicationsANSI/AISC 341-05Seismic Provisions for Structural BuildingsANSI/AISC 341-10 Seismic Provisions for Structural BuildingsAmerican Welding Society (AWS)AWS D1.1/D1.1M: 2013 Structural Welding Code-SteelAWS D1.8/D1.8M: 2009 Structural Welding Code-Seismic SupplementAWS B5.1-2003 Specification for the Qualification of Welding InspectorsANSI/AWS B4.0M:2000 Standard Methods for Mechanical Testing of Welds (Metric Customary Units)ANSI/AWS B4.0:2007 Standard Methods for Mechanical Testing of Welds (U.S. Customary Units)

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ESPECIFICACIONES Y CDIGOS DE CONSTRUCCIN:American Society for Nondestructive Testing (ASNT)Recommended Practice for the Training and Testing of Nondestructive Testing Personnel, ASNTSNT TC 1a-2001Federal Emergency Management Agency (FEMA)FEMA 350 Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings, July2000

Adicionalmente a stas recomendaciones se usa en el medio la norma:American Iron and Steel construcction (AISC), con su publicacin de Cold Formed Steel Design Manual


American Society for Nondestructive Testing (ASNT)Recommended Practice for the Training and Testing of Nondestructive Testing Personnel, ASNTSNT TC 1a-2001Federal Emergency Management Agency (FEMA)FEMA 350 Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings, July2000

Adicionalmente a stas recomendaciones se usa en el medio la norma:American Iron and Steel construcction (AISC), con su publicacin de Cold Formed Steel Design Manual

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METODOS DE DISEO:a) METODO ELASTICO ASD (Allowable Stress Design):

Es el mtodo que se enfatizar en este curso. Cargas Utilizadas en el anlisis: de servicio Mtodo de anlisis: Elstico Criterio de diseo: El esfuerzo actuante debe ser menor o

igual que el esfuerzo admisible. Especificaciones: AISC, ASD & AISI Aplicacin: miembros con perfiles laminados o secciones

armadas con placas soldadas. Para miembros con seccionesde lmina delgada doblada en fro se aplica AISI.

1 INTRODUCCIN AL DISEO ESTRUCTURALEN ACERO

a) METODO ELASTICO ASD (Allowable Stress Design):Es el mtodo que se enfatizar en este curso.

Cargas Utilizadas en el anlisis: de servicio Mtodo de anlisis: Elstico Criterio de diseo: El esfuerzo actuante debe ser menor o

igual que el esfuerzo admisible. Especificaciones: AISC, ASD & AISI Aplicacin: miembros con perfiles laminados o secciones

armadas con placas soldadas. Para miembros con seccionesde lmina delgada doblada en fro se aplica AISI.

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METODOS DE DISEO:b) METODO PLSTICO PD (Plastic Design): Cargas Utilizadas en el anlisis: factorizadas (ltimas). Mtodo de anlisis: Plstico Criterio de diseo: Las fuerzas y momentos actuantes deben ser

menores o iguales a las respectivas capacidades plsticas. Especificaciones: AISC, PD Aplicacin: miembros con perfiles laminados compactos


b) METODO PLSTICO PD (Plastic Design): Cargas Utilizadas en el anlisis: factorizadas (ltimas). Mtodo de anlisis: Plstico Criterio de diseo: Las fuerzas y momentos actuantes deben ser

menores o iguales a las respectivas capacidades plsticas. Especificaciones: AISC, PD Aplicacin: miembros con perfiles laminados compactos

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METODOS DE DISEO:c) METODO DE DISEO CON FACTORES DE CARGA Y

RESISTENCIA LRFD (Load and resistance Factor Design): Se lograun uso mas econmico de los materiales y se basa en la reserva deductilidad del material. Cargas Utilizadas en el anlisis: factorizadas (ltimas). Mtodo de anlisis: Elstico o Plstico Criterio de diseo: Las fuerzas y momentos actuantes deben ser

menores o iguales a las respectivas capacidades correspondientesa diferentes estados lmites.

Especificaciones: AISC, LRFD Aplicacin: miembros con perfiles laminados o secciones armadas

con placas soldadas. Miembros con secciones de lmina delgadadoblada en fro se aplica AISI, LRFD


c) METODO DE DISEO CON FACTORES DE CARGA YRESISTENCIA LRFD (Load and resistance Factor Design): Se lograun uso mas econmico de los materiales y se basa en la reserva deductilidad del material. Cargas Utilizadas en el anlisis: factorizadas (ltimas). Mtodo de anlisis: Elstico o Plstico Criterio de diseo: Las fuerzas y momentos actuantes deben ser

menores o iguales a las respectivas capacidades correspondientesa diferentes estados lmites.

Especificaciones: AISC, LRFD Aplicacin: miembros con perfiles laminados o secciones armadas

con placas soldadas. Miembros con secciones de lmina delgadadoblada en fro se aplica AISI, LRFD

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METODOS DE DISEO: El comportamiento de una estructura es independiente delmtodo de diseo que se emplee. Los dos mtodos ASD y LRFD emplean los mismos mtodos deanlisis estructural, los valores esperados de las cargasindividuales (muerta, viva, viento, etc), se estiman exactamentede la misma manera que lo que requiere la especificacinaplicable. A estas cargas se les denomina cargas de servicio o detrabajo. Las diversas combinaciones de stas cargas, que posiblementeocurran al mismo tiempo, se agrupan, y los mayores valoresobtenidos de esta manera se usan para el anlisis y diseo de lasestructuras. El mayor grupo de cargas (ASD) o la mayorcombinacin lineal en un grupo (LRFD) se usan entonces para elanlisis y el diseo.


El comportamiento de una estructura es independiente delmtodo de diseo que se emplee. Los dos mtodos ASD y LRFD emplean los mismos mtodos deanlisis estructural, los valores esperados de las cargasindividuales (muerta, viva, viento, etc), se estiman exactamentede la misma manera que lo que requiere la especificacinaplicable. A estas cargas se les denomina cargas de servicio o detrabajo. Las diversas combinaciones de stas cargas, que posiblementeocurran al mismo tiempo, se agrupan, y los mayores valoresobtenidos de esta manera se usan para el anlisis y diseo de lasestructuras. El mayor grupo de cargas (ASD) o la mayorcombinacin lineal en un grupo (LRFD) se usan entonces para elanlisis y el diseo.

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METODOS DE DISEO: Hay dos diferencias notorias entre los mtodos ASD y LRFD:

1. El mtodo que se usa para calcular las cargas de diseo (revisar secciones2.9, 2.10 y 2.11 McCormac).

2. El uso de los factores de resistencia en el mtodo LRFD y en el mtodoASD. (revisar secciones 2.12 y 2.13 McCormac)


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DISEO CON ACEROESTRUCTURAL

Cargas de Diseo

OBJETIVOS: Definir las cargas que estn siendo aplicadas enuna estructura (Es la tarea ms difcil deldiseador)

Investigar las condiciones ms frecuentes. Definir las combinaciones. Determinar los estados de cargas

CARGAS DE DISEO

Definir las cargas que estn siendo aplicadas enuna estructura (Es la tarea ms difcil deldiseador)

Investigar las condiciones ms frecuentes. Definir las combinaciones. Determinar los estados de cargas

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TIPOS DE CARGASEn general las cargas se clasifican segn su naturaleza y duracinde la aplicacin, como sigue: Cargas muertas (D) Cargas Vivas (L) Cargas de Nieve (S) Cargas de Lluvia (R) Cargas de Impacto (I) Cargas de Viento (W) Cargas de Sismo (E) Empuje de suelos (H) Inundaciones (F)

CARGAS DE DISEOEn general las cargas se clasifican segn su naturaleza y duracinde la aplicacin, como sigue: Cargas muertas (D) Cargas Vivas (L) Cargas de Nieve (S) Cargas de Lluvia (R) Cargas de Impacto (I) Cargas de Viento (W) Cargas de Sismo (E) Empuje de suelos (H) Inundaciones (F)

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CARGAS MUERTAS Cargas de magnitud constante Permanecen fijas en un mismo lugar durante lavida til de la estructura.

CARGAS DE DISEO

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Son una estimacin de: Peso propio de la estructura Peso de pisos Peso de muros Peso de techo Peso de ductos

Plomera servicios

CARGAS DE DISEOCARGAS MUERTAS

Son una estimacin de: Peso propio de la estructura Peso de pisos Peso de muros Peso de techo Peso de ductos

Plomera servicios

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CARGAS DE DISEOCARGAS MUERTAS

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CARGAS VIVASDefinicin.

Son aquellas que pueden cambiar de ubicacin ymagnitud.

Se deben al funcionamiento de la estructura Depende de la intencin con la que se disea el edificio,hospital, escuela, iglesia, congal, habitacin, fbrica,puentes, etc. y se refiere a las cargas temporales que segeneran por su uso.

CARGAS DE DISEODefinicin.

Son aquellas que pueden cambiar de ubicacin ymagnitud.

Se deben al funcionamiento de la estructura Depende de la intencin con la que se disea el edificio,hospital, escuela, iglesia, congal, habitacin, fbrica,puentes, etc. y se refiere a las cargas temporales que segeneran por su uso.

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CARGAS VIVAS Muebles, materiales Cargas de uso de habitaciones Cargas de uso de oficinas Cargas por almacenamiento Cargas por vehculos en estacionamientos

CARGAS DE DISEO Muebles, materiales Cargas de uso de habitaciones Cargas de uso de oficinas Cargas por almacenamiento Cargas por vehculos en estacionamientos

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CARGAS VIVAS Cargas Mviles

Las cargas que se mueven bajo su propio impulso. Camiones, gente, gras, etc. Cargas de trafico

Tren de cargas (distribuidas) Cargas mviles de vehculo (puntuales)

CARGAS DE DISEO Cargas Mviles

Las cargas que se mueven bajo su propio impulso. Camiones, gente, gras, etc. Cargas de trafico

Tren de cargas (distribuidas) Cargas mviles de vehculo (puntuales)

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CARGAS VIVASCARGAS DE DISEO

Cargas vivas mnimascomunes en el diseode edificios.

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Cargas de diseo mnimas para edificios yotras estructuras , ASCE/SEI 7-10.

CARGAS DE IMPACTO Son causadas por la vibracin de cargas mviles.

Factor de impacto. Elevacin de la carga principal de diseo en los siguientes

porcentajes: Las estructuras que soportan cargas vivas con tendencia a

impacto, se disean con sus cargas nominales incrementadascon los porcentajes siguientes:

Maquinaria elevadora y soportes 100% Soportes de maquinaria ligera a motor 20% Colgantes de pisos o balcones 33% Trabes de gras con cabina 25% Trabes de gras sin cabina 10%

CARGAS DE DISEO Son causadas por la vibracin de cargas mviles.

Factor de impacto. Elevacin de la carga principal de diseo en los siguientes

porcentajes: Las estructuras que soportan cargas vivas con tendencia a

impacto, se disean con sus cargas nominales incrementadascon los porcentajes siguientes:

Maquinaria elevadora y soportes 100% Soportes de maquinaria ligera a motor 20% Colgantes de pisos o balcones 33% Trabes de gras con cabina 25% Trabes de gras sin cabina 10%

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CARGAS POR HIELO, NIEVE o GRANIZO Depende de la pendiente del techo que vara

de 0 a 45 Una pulgada de nieve 0.5 lb/plg Diseo se usa 10 a 40 lb/plg Los puentes no se disean para cargas de

nieve o hielo por ser menos representativasrespecto a las cargas de diseo principales.

Carga de hielo 10 lb/plg

CARGAS DE DISEO Depende de la pendiente del techo que vara

de 0 a 45 Una pulgada de nieve 0.5 lb/plg Diseo se usa 10 a 40 lb/plg Los puentes no se disean para cargas de

nieve o hielo por ser menos representativasrespecto a las cargas de diseo principales.

Carga de hielo 10 lb/plg

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CARGAS DE LLUVIA Es ms representativa en techos horizontales. Se previene al dar a los techos pendientes de 0.25 plgpor pie o mayores.

CARGAS DE DISEO

Es ms representativa en techos horizontales. Se previene al dar a los techos pendientes de 0.25 plgpor pie o mayores.

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CARGAS DE VIENTOo Son cargas laterales.o Varan con los siguientes criterios:

o La localidad geogrfica.o La altura sobre el nivel del terrenoo Los tipos de terreno circundantes.

o En importante el edificios altos y esbeltos y en puentes largos y flexibles.o No se consideran cuando la altura en menor del doble de la dimensin lateral

mnima.o No se disean para huracanes y tornados

CARGAS DE DISEOo Son cargas laterales.o Varan con los siguientes criterios:

o La localidad geogrfica.o La altura sobre el nivel del terrenoo Los tipos de terreno circundantes.

o En importante el edificios altos y esbeltos y en puentes largos y flexibles.o No se consideran cuando la altura en menor del doble de la dimensin lateral

mnima.o No se disean para huracanes y tornados

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CARGAS DE VIENTO Diseo:

20 lb/plg hasta 300 pies (91,4 m) de altura Incremento de 2.5 lb/plg por cada 100 pies(30,48 m).

Causa presin en la superficie de barlovento ysuccin en la superficie de sotavento.

La succin puede ser de 20 a 30 lb/plg

CARGAS DE DISEO Diseo:

20 lb/plg hasta 300 pies (91,4 m) de altura Incremento de 2.5 lb/plg por cada 100 pies(30,48 m).

Causa presin en la superficie de barlovento ysuccin en la superficie de sotavento.

La succin puede ser de 20 a 30 lb/plg

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CARGAS DE VIENTO Frmula

q = 0.002558CsV (lb/plg)donde:Csdepende de la forma de la estructura.Estructuras tipo caja:Cs = 1.3 Donde:0.8 es para barlovento y0.5 es para sotaventoV velocidad del viento en mi/h

CARGAS DE DISEO Frmula

q = 0.002558CsV (lb/plg)donde:Csdepende de la forma de la estructura.Estructuras tipo caja:Cs = 1.3 Donde:0.8 es para barlovento y0.5 es para sotaventoV velocidad del viento en mi/h

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CARGAS DE SISMO: Se considera una carga lateral. Durante un sismo se presenta una

aceleracin sobre el terreno. Componente vertical despreciable

y Horizontal muy intensa. Las cargas ssmicas crecen por

resonancia hacia la parte elevadade los edificios.

Se expresan como un porcentajedel peso de la estructura y sucontenido.

Factor importante a considerar:situacin del suelo.

CARGAS DE DISEO Se considera una carga lateral. Durante un sismo se presenta una

aceleracin sobre el terreno. Componente vertical despreciable

y Horizontal muy intensa. Las cargas ssmicas crecen por

resonancia hacia la parte elevadade los edificios.

Se expresan como un porcentajedel peso de la estructura y sucontenido.

Factor importante a considerar:situacin del suelo.

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SISTEMA DE CARGAS YCOMPORTAMIENTO

Las cargas generalmente no actan solas sinosimultaneamente o en tiempos diferentes en combinacionesdiferentes y se aplican en ciertos lugares de las estructuraspara generar una respuesta mxima al sistema. Qu cargas pueden razonablemente actuar a la vez?,

entonces habrn diferentes combinaciones. Cmo se colocan las cargas sobre la estructura?,

entonces colocarlas para ocasionar una respuestamxima.

Las cargas generalmente no actan solas sinosimultaneamente o en tiempos diferentes en combinacionesdiferentes y se aplican en ciertos lugares de las estructuraspara generar una respuesta mxima al sistema. Qu cargas pueden razonablemente actuar a la vez?,

entonces habrn diferentes combinaciones. Cmo se colocan las cargas sobre la estructura?,

entonces colocarlas para ocasionar una respuestamxima.

SISTEMA DE CARGAS Y COMPORTAMIENTOreas Tributarias:

COMBINACIONES DE CARGAS (ASD)pg.48 Anlisis Estructural - Mccormac

COMBINACIONES DE CARGAS (ASD)

pg.57 Diseo de estructurasde Acero McCormac, 5thEd.

Ejemplo3.3 McCormac:Una plataforma de observacin en un aeropuerto tiene trabes configurados como semuestran en la figura. Estas trabes estn espaciadas entre si entre centros 15 pies,suponer que las cargas estn uniformemente distribuidas y son las siguientes:

Segn ASCE-7, Cuales son las combinaciones de carga que se puedenesperar?

Ambos mtodos, ASD y LRFD tienen como objetivo tener un margennumrico entre la resistencia y la carga que conduzca a una mnimaposibilidad de falla de la estructura

NIVEL ACEPTABLE DE SEGURIDAD (ASD y LRFD)

NIVEL ACEPTABLE DE SEGURIDAD (ASD y LRFD)

Anlisis de Estructuras EstticamenteIndeterminadas

Estructuras Idealizadas:Es imposible el anlisis exacto de una estructura,

entonces el ingeniero calculista debe desarrollar lacapacidad de hacer estimaciones en: Cargas Resistencia de los materiales Puntos de aplicacin de cargas Conexiones.

Es imposible el anlisis exacto de una estructura,entonces el ingeniero calculista debe desarrollar lacapacidad de hacer estimaciones en: Cargas Resistencia de los materiales Puntos de aplicacin de cargas Conexiones.

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Conexiones:

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Conexiones:

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Principio de Superposicin:El desplazamiento total o las cargas internas (esfuerzos) en un

punto de una estructura sometida a varias cargas externaspuede determinarse al sumar los desplazamientos o cargasinternas (esfuerzos) causado por cada una de las cargasexternas que actan por separado. Es decir existe una relacinlineal entre las cargas, los esfuerzos y los desplazamientos.

Para aplicar este principio se debe imponer: El material debe comportarse de manera elstica y lineal

(Hooke). La geometra de la estructura no cambia significativa al aplicar

cargas cobre sta.

El desplazamiento total o las cargas internas (esfuerzos) en unpunto de una estructura sometida a varias cargas externaspuede determinarse al sumar los desplazamientos o cargasinternas (esfuerzos) causado por cada una de las cargasexternas que actan por separado. Es decir existe una relacinlineal entre las cargas, los esfuerzos y los desplazamientos.

Para aplicar este principio se debe imponer: El material debe comportarse de manera elstica y lineal

(Hooke). La geometra de la estructura no cambia significativa al aplicar

cargas cobre sta.

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Ecuaciones de Equilibrio:De la esttica debe recordarse que una estructura estar en

equilibrio cuando se mantenga un balance de fuerzas ymomentos, es decir:

De la esttica debe recordarse que una estructura estar enequilibrio cuando se mantenga un balance de fuerzas ymomentos, es decir:

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Determinacin y Estabilidad:Cuando todas las fuerzas en una estructura pueden determinarse

estrictamente a partir de estas ecuaciones, la estructura sedenomina estticamente determinada.

Las estructuras que tienen ms fuerzas desconocidas que ecuacionesde equilibrio disponibles se llaman estticamente indeterminadas

Para una estructura coplanar existen mximo 3 ecuaciones deequilibrio para cada parte, por lo que si hay un total de n partes y rcomponentes de fuerzas y momentos de reaccin, se tiene que:

r = 3n, es estticamente determinada.r > 3n, es estticamente indeterminada.

Cuando todas las fuerzas en una estructura pueden determinarseestrictamente a partir de estas ecuaciones, la estructura sedenomina estticamente determinada.

Las estructuras que tienen ms fuerzas desconocidas que ecuacionesde equilibrio disponibles se llaman estticamente indeterminadas

Para una estructura coplanar existen mximo 3 ecuaciones deequilibrio para cada parte, por lo que si hay un total de n partes y rcomponentes de fuerzas y momentos de reaccin, se tiene que:

r = 3n, es estticamente determinada.r > 3n, es estticamente indeterminada.

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Determinacin y Estabilidad:

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Determinacin y Estabilidad:Para garantizar el equilibrio de una estructura, no solo es necesario

satisfacer las ecuaciones de equilibrio, sino que tambin debenestar correctamente sujeto o restringido por sus soportes.

Restricciones Parciales:Una estructura o elemento puedetenermenos fuerzas reactivas queecuaciones de equilibrio asatisfacer.SFx = 0, no ser satisfecha

Para garantizar el equilibrio de una estructura, no solo es necesariosatisfacer las ecuaciones de equilibrio, sino que tambin debenestar correctamente sujeto o restringido por sus soportes.

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Restricciones Parciales:Una estructura o elemento puedetenermenos fuerzas reactivas queecuaciones de equilibrio asatisfacer.SFx = 0, no ser satisfecha

Determinacin y Estabilidad:Restricciones Impropias:Pueden haber tantas fuerzas como ecuaciones de equilibrio, y lainestabilidad o el movimiento de sus estructuras pueden darsedebido a las restricciones impropias de sus soportes, pueden serde dos tipos:Reacciones en lossoportes concurrentes.-La sumatoria de fuerzasrespecto a un puntoconcurrente esdiferente de cero.Reacciones Paralelas.-Todas las fuerzasreactivas son paralelasy la actuante no.

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Reacciones en lossoportes concurrentes.-La sumatoria de fuerzasrespecto a un puntoconcurrente esdiferente de cero.Reacciones Paralelas.-Todas las fuerzasreactivas son paralelasy la actuante no.


ACEROS ESTRUCTURALESMODERNOS


ACEROS ESTRUCTURALES MODERNOS En dcadas pasadas, el acero estructura A-36 conun Fy=36Ksi fue el acero estructural comunmenteutilizado. Recientemente la mayora del acero estructuralutilizado en EE.UU. Se fabrica fundiendo chatarraen hornos elctricos, con este proceso se consigueel acero A992 con un Fy=50Ksi, y cuesta casi elmismo precio que el A-36. En EE.UU, los perfiles W son hechos en su mayoracon A992 y cobran un extra si lo hacen en A36, sinembargo en L es ms usual hallarlos en A36.

En dcadas pasadas, el acero estructura A-36 conun Fy=36Ksi fue el acero estructural comunmenteutilizado. Recientemente la mayora del acero estructuralutilizado en EE.UU. Se fabrica fundiendo chatarraen hornos elctricos, con este proceso se consigueel acero A992 con un Fy=50Ksi, y cuesta casi elmismo precio que el A-36. En EE.UU, los perfiles W son hechos en su mayoracon A992 y cobran un extra si lo hacen en A36, sinembargo en L es ms usual hallarlos en A36.

RPOPIEDADES MECNICAS DEACEROS ESTRUCTURALESMODERNOS

Entre las propiedades mecnicas que se pueden determinarmediante ensayo de tensin en una probeta estandar, lasprincipales que se usan en el diseo de estructuras son:

Esfuerzo a la fluencia: Fy (segn el tipo de acero)La resistencia ltima Fu (segn el tipo de acero)Mdulo de elasticidad E= 29000Ksi = 204300 Kg/cm2Mdulo de elasticidad por cortante G=11200Ksi=789100 Kg/cm2.La deformacin unitaria en la rotura:du

Entre las propiedades mecnicas que se pueden determinarmediante ensayo de tensin en una probeta estandar, lasprincipales que se usan en el diseo de estructuras son:

Esfuerzo a la fluencia: Fy (segn el tipo de acero)La resistencia ltima Fu (segn el tipo de acero)Mdulo de elasticidad E= 29000Ksi = 204300 Kg/cm2Mdulo de elasticidad por cortante G=11200Ksi=789100 Kg/cm2.La deformacin unitaria en la rotura:du

ACEROS ESTRUCTURALES MODERNOS Los aceros estructurales generalmente se agrupan en varias

clasificaciones de la ASTM. Aceros al carbono: A36, A53, A500, A501 y A529. Aceros de baja aleacin y alta resistencia: A572, A618, A913, y

A992. Aceros de baja aleacin y alta resistencia y resistencia a la

corrosin: A242, A588, A847.

Los aceros estructurales generalmente se agrupan en variasclasificaciones de la ASTM.

Aceros al carbono: A36, A53, A500, A501 y A529. Aceros de baja aleacin y alta resistencia: A572, A618, A913, y

A992. Aceros de baja aleacin y alta resistencia y resistencia a la

corrosin: A242, A588, A847.

USOS RECOMENDADOSDesignacin

ASTMAcero Formas Usos Fy min

KsiFumin

tensin ksi

A-36NOM B-254

Al carbono Perfiles, barras yplacas

Puentes, edificios estructuralesen gral. Atornillados,

remachados y soldados

36 e < 8"32 e > 8"

58 80

A-529NOM B-99

Al carbono Perfiles y placase< "

Igual al A-36 42 60-85

A-441NOM B-284

Al magneso, vanadiode altaresistencia ybaja aleacin

Perfiles, placas ybarras

e < 8"

Igual al A-36Tanques

40-50 60-70

A-572NOM B

Alta resistencia y bajaaleacin


e< 6"

Construcciones atornilladas,remaches. No en puentessoldados cuando Fy> 55

ksi

42-65 60-80


A-572NOM B

Alta resistencia y bajaaleacin


e< 6"

Construcciones atornilladas,remaches. No en puentessoldados cuando Fy> 55

ksi

42-65 60-80

A-242NOM B-282

Alta resistencia, bajaaleacin y

resistente a lacorrosin

atmosfrica


e< 4"

Construcciones soldadas,atornillada, tcnica

especial de soldadura

42-50 63-70

A-514 Templados yrevenidos

Placase< 4"

Construcciones soldadaespecialmente. No se usa

si se requiere granductilidad

90-100 100-150

VENTAJAS DE LAS CONSTRUCCIONESMETLICAS

Alta resistencia mecnica y reducido peso propio:las secciones resistentes necesarias son reducidas,por lo que los elementos estructurales suelen serligeros.

Alta resistencia mecnica y reducido peso propio:las secciones resistentes necesarias son reducidas,por lo que los elementos estructurales suelen serligeros.

VENTAJAS DE LAS CONSTRUCCIONES METLICAS Facilidad de montaje y transporte debido a su

ligereza. Rapidez de ejecucin, se elimina el tiempo necesario

para el fraguado, colocacin de encofrados... queexigen las estructuras de hormign.

Facilidad de montaje y transporte debido a suligereza.

Rapidez de ejecucin, se elimina el tiempo necesariopara el fraguado, colocacin de encofrados... queexigen las estructuras de hormign.

VENTAJAS DE LAS CONSTRUCCIONES METLICAS

Facilidad de refuerzos y/o reformas sobre laestructura ya construida.

Ausencia de deformaciones diferidas en el aceroestructural.

Valor residual alto como chatarra.

Facilidad de refuerzos y/o reformas sobre laestructura ya construida.

Ausencia de deformaciones diferidas en el aceroestructural.

Valor residual alto como chatarra.

VENTAJAS DE LAS CONSTRUCCIONES METLICAS Ventajas de la prefabricacin, los elementos se pueden

fabricar en taller y unir posteriormente en obra de formasencilla (tornillos o soldadura).

Buena resistencia al choque y solicitaciones dinmicas comolos ssmos.

Las estructuras metlicas de edificios ocupan menos espacioen planta (estructuralmente) que las de hormign.

El material es homogneo y de calidad controlada (altafiabilidad).

Ventajas de la prefabricacin, los elementos se puedenfabricar en taller y unir posteriormente en obra de formasencilla (tornillos o soldadura).

Buena resistencia al choque y solicitaciones dinmicas comolos ssmos.

Las estructuras metlicas de edificios ocupan menos espacioen planta (estructuralmente) que las de hormign.

El material es homogneo y de calidad controlada (altafiabilidad).

DESVENTAJAS DE LAS CONSTRUCCIONESMETLICAS

Mayor coste que las de hormign. El hormign HA 25 de centralcuesta 60 $/m3, y el acero laminado (S 275) de un perfilnormalizado es de unos 0.60 $/kg.

Sensibilidad ante la corrosin (galvanizado)

Sensibilidad frente al fuego.

Inestabilidad. Debido a su gran ligereza. Si se coloca elarriostramiento debido (que suele ser bastante barato) sonestables.

Mayor coste que las de hormign. El hormign HA 25 de centralcuesta 60 $/m3, y el acero laminado (S 275) de un perfilnormalizado es de unos 0.60 $/kg.

Sensibilidad ante la corrosin (galvanizado)

Sensibilidad frente al fuego.

Inestabilidad. Debido a su gran ligereza. Si se coloca elarriostramiento debido (que suele ser bastante barato) sonestables.

DESVENTAJAS DE LAS CONSTRUCCIONESMETLICAS

Dificultades de adaptacin a formas variadas.

Excesiva flexibilidad. El diseo de las estructuras metlicassuele estar muy limitado por las deformaciones, adems depor las tensiones admisibles.

Sensibilidad a la rotura frgil. Un inadecuado tipo de acero ouna mala ejecucin de las uniones soldadas pueden provocarla fragilizacin del material y la rotura brusca e inesperada.

Dificultades de adaptacin a formas variadas.

Excesiva flexibilidad. El diseo de las estructuras metlicassuele estar muy limitado por las deformaciones, adems depor las tensiones admisibles.

Sensibilidad a la rotura frgil. Un inadecuado tipo de acero ouna mala ejecucin de las uniones soldadas pueden provocarla fragilizacin del material y la rotura brusca e inesperada.


TIPOS DE PRODUCTOSSIDERURGICOS

TIPOS DE PRODUCTOSSIDERURGICOS

PERFILES LAMINADOS EN CALIENTESon los ms usados en construccin, se agrupan en series por la

forma y caractersticas de su seccin transversal: IPN: perfil en doble T normal. Se usa fundamentalmente en

piezas flectadas. IPE: perfil en doble T europeo. Anlogo la perfil IPN, pero a

igualdad de peso tiene mayores inercias, radios de giro ymdulos resistentes que los IPN.

Son los ms usados en construccin, se agrupan en series por laforma y caractersticas de su seccin transversal:

IPN: perfil en doble T normal. Se usa fundamentalmente enpiezas flectadas.

IPE: perfil en doble T europeo. Anlogo la perfil IPN, pero aigualdad de peso tiene mayores inercias, radios de giro ymdulos resistentes que los IPN.

PERFILES LAMINADOS EN CALIENTE HE: perfiles en doble T de ala ancha. Hay tres series:

HEB serie normal. HEA serie ligera. HEM serie pesada.Las tres series se diferencian por los espesores de alas y alma,siendo mximos en la serie pesada. En las tres series el anchode ala y el canto son similares hasta un canto de 300 mm;para cantos mayores el ancho de ala es igual a 300 mm. Seutilizan sobre todo como elementos comprimidos, aunquetambin es habitual usar la serie HEA en elementos a flexin.

HE: perfiles en doble T de ala ancha. Hay tres series: HEB serie normal. HEA serie ligera. HEM serie pesada.Las tres series se diferencian por los espesores de alas y alma,siendo mximos en la serie pesada. En las tres series el anchode ala y el canto son similares hasta un canto de 300 mm;para cantos mayores el ancho de ala es igual a 300 mm. Seutilizan sobre todo como elementos comprimidos, aunquetambin es habitual usar la serie HEA en elementos a flexin.

PERFILES LAMINADOS EN CALIENTE UPN: seccin en U normal. Sus caractersticas resistentes son

similares a las de un IPE, pero se usan poco como piezasflectadas.

U: seccin en U comercial. Similar al UPN.

L: angular de alas iguales. Se emplean casi exclusivamente enpiezas sometidas a esfuerzos axiles tales como celosas,arriostramientos, etc.

LD: angular de lados desiguales.

UPN: seccin en U normal. Sus caractersticas resistentes sonsimilares a las de un IPE, pero se usan poco como piezasflectadas.

U: seccin en U comercial. Similar al UPN.

L: angular de alas iguales. Se emplean casi exclusivamente enpiezas sometidas a esfuerzos axiles tales como celosas,arriostramientos, etc.

LD: angular de lados desiguales.

PERFILES LAMINADOS EN CALIENTE T: perfil con forma de T que est en desuso, usndose media

IPE o dos angulares apareados.

Chapas: producto laminado plano de ancho superior a 600mm y espesor variable. Se usan para construir elementosestructurales de gran importancia, tales como vigas osoportes armados de grandes dimensiones, puentes,depsitos, ..., o bien elementos secundarios como presillas,cartelas, rigidizadores, etc.

T: perfil con forma de T que est en desuso, usndose mediaIPE o dos angulares apareados.

Chapas: producto laminado plano de ancho superior a 600mm y espesor variable. Se usan para construir elementosestructurales de gran importancia, tales como vigas osoportes armados de grandes dimensiones, puentes,depsitos, ..., o bien elementos secundarios como presillas,cartelas, rigidizadores, etc.

PERFILES LAMINADOS EN CALIENTE Otros: perfil macizo redondo, cuadrado, rectangular,

hexagonal, etc.

Perfiles huecos: seccin circular, cuadrada, rectangular oelptica.

Otros: perfil macizo redondo, cuadrado, rectangular,hexagonal, etc.

Perfiles huecos: seccin circular, cuadrada, rectangular oelptica.

PERFILES LAMINADOS EN CALIENTE

PERFILES CONFORMADOS EN FROSe fabrican mediante plegadoras o conformadoras de rodillo en

fro a partir de chapas finas de acero (espesores entre 0.3 y 6mm), con o sin soldadura.

Barras: pueden ser perfiles L, U, C, Z, Omega, tubos abiertos ytubos cerrados huecos (circulares, cuadrados, rectangulares yelpticos). Los perfiles abiertos se suelen usar como piezasflectadas y los cerrados como comprimidas.

Paneles: se usan en cubiertas, soportes de piso (junto a unabase de hormign, trabajando como elemento resistente oslo como encofrado perdido) y elementos de pared.

Se fabrican mediante plegadoras o conformadoras de rodillo enfro a partir de chapas finas de acero (espesores entre 0.3 y 6mm), con o sin soldadura.

Barras: pueden ser perfiles L, U, C, Z, Omega, tubos abiertos ytubos cerrados huecos (circulares, cuadrados, rectangulares yelpticos). Los perfiles abiertos se suelen usar como piezasflectadas y los cerrados como comprimidas.

Paneles: se usan en cubiertas, soportes de piso (junto a unabase de hormign, trabajando como elemento resistente oslo como encofrado perdido) y elementos de pared.

PERFILES CONFORMADOS EN FRO

Anlisis Miembros a Tensin

TIPOS DE MIEMBROS A TENSIN

Comnmente se encuentran en estructuras, puentes,armaduras de techos y en elementos usados como tirantes(arriostramientos).

La seleccin de un perfil para usarlo como miembro atensin es uno de los problemas ms sencillos enEstructuras.

Comnmente se encuentran en estructuras, puentes,armaduras de techos y en elementos usados como tirantes(arriostramientos).

La seleccin de un perfil para usarlo como miembro atensin es uno de los problemas ms sencillos enEstructuras.

Los miembros mssimples son los cables,usados principalmentepara suspenderelementos o tensarextremos de otrosmiembros.

TIPOS DE MIEMBROS A TENSIN Los miembros ms

simples son los cables,usados principalmentepara suspenderelementos o tensarextremos de otrosmiembros.

Los miembros de seccin circular son miembrossimples a tensin, no obstante son difciles deconectar a otros miembros y su mal uso en el pasadohan restringido su uso en armaduras ligeras yconstruccin con madera.

Barras de seccin circular presentan poca rigidezy se flexionan fcilmente bajo su propio peso.

En puentes generan mucha vibracin.

TIPOS DE MIEMBROS A TENSINLos miembros de seccin circular son miembros

simples a tensin, no obstante son difciles deconectar a otros miembros y su mal uso en el pasadohan restringido su uso en armaduras ligeras yconstruccin con madera.

Barras de seccin circular presentan poca rigidezy se flexionan fcilmente bajo su propio peso.

En puentes generan mucha vibracin.

Se recomienda aplicarles unatensin inicial (pretensado) parareducir la vibracin y deflexin delas mismas, aumentando tambinla rigidez de la estructura

Para obtener dicha tensin inicial los miembros seespecifican con una longitud menor a la requerida,empricamente 1/16 ms cortas por cada20longitud.

MIEMBROS A TENSIN

MIEMBROS A TENSIN

Resistencia nominal de miembros a Tensin

Un miembro dctil de acero sin agujeros resiste grancantidad de tensin antes de la fractura, noobstante un miembro que sobrepasa el limite defluencia quedar intil, dado que aqu obtenemosuna deformacin plstica.

Diseo de Miembros aTensin

Diseo de Miembros aTensin

ESFUERZOS ADMISIBLESLos miembros tensionados se disean suponiendo que los esfuerzos sonuniformemente distribuidos en la seccin transversal.

El diseo debe considerar los tres estados lmite siguientes:1.- La falla por falta de resistencia en la seccin bruta.2.- La falla por fractura en la seccin neta efectiva.3.- El alargamiento excesivo bajo cargas de servicio.

De acuerdo al mtodo de diseo por esfuerzos admisibles:ft < Ft (2-1)

Segn AISC, D2, en el rea bruta de un miembro sujeto a tensin:ft = T/AgFt = Fy /t

Donde : t = 1.67Por lo tanto: Ft = 0.60 Fy (2-2)

Los miembros tensionados se disean suponiendo que los esfuerzos sonuniformemente distribuidos en la seccin transversal.

El diseo debe considerar los tres estados lmite siguientes:1.- La falla por falta de resistencia en la seccin bruta.2.- La falla por fractura en la seccin neta efectiva.3.- El alargamiento excesivo bajo cargas de servicio.

De acuerdo al mtodo de diseo por esfuerzos admisibles:ft < Ft (2-1)

Segn AISC, D2, en el rea bruta de un miembro sujeto a tensin:ft = T/AgFt = Fy /t


ESFUERZOS ADMISIBLESCuando existen perforaciones en el rea neta efectiva de un miembro sujeto atensin:

ft = T/AeFt = Fu /t


Segn AISC, D3.1, para miembros conectados con pasadores en sus extremos(barras de ojo) en el rea neta de la zona de la perforacin:

t = 2.22Ft = 0.45 Fy (2-4)

Para, miembros de lmina delgada doblada en fro, multiplicando la ecuacin(2-1) por el rea neta:

An ft < An Ft (2-5)Pero An ft = T

An Ft = An Fy / tSustituyendo en (2-5): T Ta

Cuando existen perforaciones en el rea neta efectiva de un miembro sujeto atensin:

ft = T/AeFt = Fu /t


Segn AISC, D3.1, para miembros conectados con pasadores en sus extremos(barras de ojo) en el rea neta de la zona de la perforacin:

t = 2.22Ft = 0.45 Fy (2-4)

Para, miembros de lmina delgada doblada en fro, multiplicando la ecuacin(2-1) por el rea neta:

An ft < An Ft (2-5)Pero An ft = T

An Ft = An Fy / tSustituyendo en (2-5): T Ta

ESFUERZOS ADMISIBLESdonde, segn AISI, C2, la tensin admisible en la seccin neta es:la tensin nominal, es: Ta = Tn /t [C2-1]

Tn = An Fy [C2-2]y el factor de seguridad para tensin es: t = 1,67

EJERCICIO:Obtener las secciones ms livianas, formadas con perfiles simples W, M, S, C,MC, L, WT y ST de acero A36, para soportar una carga de tensin de 100 T.

EJERCICIO:Escoger la seccin G ms liviana de lmina delgada doblada en fro, de acero conesfuerzo de fluencia de 2400 Kg/cm2, para soportar una carga de tensin de 8 T.

EJERCICIO:Obtener las secciones ms livianas, formadas con perfiles simples W, M, S, C,MC, L, WT y ST de acero A36, para soportar una carga de tensin de 100 T.

EJERCICIO:Escoger la seccin G ms liviana de lmina delgada doblada en fro, de acero conesfuerzo de fluencia de 2400 Kg/cm2, para soportar una carga de tensin de 8 T.

Resistencianominal demiembros aTensin

McCormac pag. 66

Resistencianominal demiembros aTensin

AISC, D2, 13th Ed.

Esfuerzos Residuales:Son esfuerzos internos presentes en las secciones de acero

debido al enfriamiento no uniforme de perfiles laminados, aldoblado en fro de secciones de lamina delgada y otrosprocesos de fabricacin (patines se enfran ms lentos que elalma)

De ensayos en laboratorio, se ha determinado que la presencia deesfuerzos residuales no tiene consecuencias importantes sobrela resistencia esttica de unmiembro tensionado.

Esfuerzos Residuales y Perforaciones

Son esfuerzos internos presentes en las secciones de acerodebido al enfriamiento no uniforme de perfiles laminados, aldoblado en fro de secciones de lamina delgada y otrosprocesos de fabricacin (patines se enfran ms lentos que elalma)

De ensayos en laboratorio, se ha determinado que la presencia deesfuerzos residuales no tiene consecuencias importantes sobrela resistencia esttica de unmiembro tensionado.

La presencia de agujeros o perforaciones en las barrastensionadas producen concentracin de esfuerzos en losbordes de los huecos, cuyo efecto final es similar al de losesfuerzos residuales

Segn la AISC, B2-13, y D3-2 en el caso de una serie deperforaciones localizadas en un tramo de un miembro, en unalnea quebrada, el ancho neto se obtiene as:

Esfuerzos Residuales y PerforacionesLa presencia de agujeros o perforaciones en las barras

tensionadas producen concentracin de esfuerzos en losbordes de los huecos, cuyo efecto final es similar al de losesfuerzos residuales

Segn la AISC, B2-13, y D3-2 en el caso de una serie deperforaciones localizadas en un tramo de un miembro, en unalnea quebrada, el ancho neto se obtiene as:

bn = b - p + [s2/(4g)]

rea neta:El rea neta se refiere al rea bruta de la seccin transversal

menos la de ranura, muescas y agujeros. Usualmente se restaun rea un poco mayor a la nominal de los agujeros.

El rea neta crtica es aquella que corresponde a la cadena demenor ancho neto.

Esfuerzos Residuales y Perforaciones

El rea neta se refiere al rea bruta de la seccin transversalmenos la de ranura, muescas y agujeros. Usualmente se restaun rea un poco mayor a la nominal de los agujeros.

El rea neta crtica es aquella que corresponde a la cadena demenor ancho neto.

Usualmente se considera 1/16 ms para el dimetro deagujeros de tornillos y remaches, de igual forma se consideraque el punzonado del agujero daa 1/16del metalcircundante. Por lo tanto el rea que se resta de la seccincorresponde a 1/8mayor que el dimetro nominal delelemento conector (perno).

rea neta:Usualmente se considera 1/16 ms para el dimetro deagujeros de tornillos y remaches, de igual forma se consideraque el punzonado del agujero daa 1/16del metalcircundante. Por lo tanto el rea que se resta de la seccincorresponde a 1/8mayor que el dimetro nominal delelemento conector (perno).

EjemploDetermine la seccin neta de la placa de 3/8 x 8 pulg. la cualesta unida por tornillos de pulg.

rea neta crtica (Efecto de agujeros alternados) Esta rea se determina cuando los huecos no se encuentran

en una sola hilera, como es el caso de la figura c. En este caso es necesario determinar cual ser la seccin

crtica, en la figura c) ser ABCD.

El rea neta crtica es aquella que corresponde a la cadena demenor ancho neto

Esta rea se determina cuando los huecos no se encuentranen una sola hilera, como es el caso de la figura c.

En este caso es necesario determinar cual ser la seccincrtica, en la figura c) ser ABCD.

El rea neta crtica es aquella que corresponde a la cadena demenor ancho neto

EjemploDetermine el rea neta critica de la placa de deespesor, segn AISC B4.3b. Se usan tornillos de .

rea neta crtica (Efecto de agujeros alternados)

El dimetro de los agujeros es: + 1/8 = 7/8Calculamos para las secciones ABCD, ABCEF y ABEF;las reas netas crticas son las siguientes:

Elegimos la menor y calculamos al seccin critica.

rea neta crtica (Efecto de agujeros alternados)El dimetro de los agujeros es: + 1/8 = 7/8Calculamos para las secciones ABCD, ABCEF y ABEF;las reas netas crticas son las siguientes:

Elegimos la menor y calculamos al seccin critica.

En elementos que no sean platinas o barras se presentaREZAGO POR CORTANTE

Segn AISC, D3-4, el rea neta efectiva de un miembro en elque la carga axial de tensin se transmite mediante pernos oremaches ubicados en una parte (alma o alas) de los elementosde la seccin transversal, se calcula con la expresin:

Ae = U.An [D3-1]Donde el valor de U, se obtiene de la tabla D3.1 del AISC,

UU == 11-- x/Lx/Lx: Distancia entre el plano de conexin y el centroide,L: Longitud de la conexin

rea neta EfectivaEn elementos que no sean platinas o barras se presentaREZAGO POR CORTANTE

Segn AISC, D3-4, el rea neta efectiva de un miembro en elque la carga axial de tensin se transmite mediante pernos oremaches ubicados en una parte (alma o alas) de los elementosde la seccin transversal, se calcula con la expresin:

Ae = U.An [D3-1]Donde el valor de U, se obtiene de la tabla D3.1 del AISC,

UU == 11-- x/Lx/Lx: Distancia entre el plano de conexin y el centroide,L: Longitud de la conexin

rea neta Efectiva

rea neta Efectivarea neta Efectiva

DISEO DE MIEMBROS ADISEO DE MIEMBROS ATENSIN: SELECCIN DETENSIN: SELECCIN DE

PERFILESPERFILESDISEO DE MIEMBROS ADISEO DE MIEMBROS ATENSIN: SELECCIN DETENSIN: SELECCIN DE

PERFILESPERFILES

SELECCIN DE PERFILESSELECCIN DE PERFILESLos perfiles a seleccionar deben cumplir con las siguientes

propiedades: Ser compactos, Deben tener dimensiones que se ajusten en la estructura

razonablemente, Tener conexiones con tantas partes de las secciones como sea

posible para minimizar el retardo del cortante.

Las secciones compactas son aquellas que proveen rigidez paraprevenir deflexiones laterales y vibraciones excesivas.

Tambin se debe considerar la esbeltez L/r: Para elementos a tensin excepto varillas y cables la relacin

de esbeltez mxima es 300.

Los perfiles a seleccionar deben cumplir con las siguientespropiedades: Ser compactos, Deben tener dimensiones que se ajusten en la estructura

razonablemente, Tener conexiones con tantas partes de las secciones como sea

posible para minimizar el retardo del cortante.

Las secciones compactas son aquellas que proveen rigidez paraprevenir deflexiones laterales y vibraciones excesivas.

Tambin se debe considerar la esbeltez L/r: Para elementos a tensin excepto varillas y cables la relacin

de esbeltez mxima es 300.

EjemploDetermine un perfil W12 de acero A572 gr. 50 de 30delongitud para soportar una carga muerta de servicio de tensinPD = 130 klb y una carga viva de servicio de tensin PL = 110klb. El miembro tiene dos hileras de tornillos de 7/8en cadapatn (almenos 3 en una lnea de 4 entre centros).

EjemploDetermine un perfil W12 de acero A572 gr. 50 de 30delongitud para soportar una carga muerta de servicio de tensinPD = 130 klb y una carga viva de servicio de tensin PL = 110klb. El miembro tiene dos hileras de tornillos de 7/8en cadapatn (almenos 3 en una lnea de 4 entre centros).

Con U: 0.9 y un rea de seccin del perfil de 7.38pulg.2Con U: 0.9 y un rea de seccin del perfil de 7.38pulg.2

MIEMBROS CONECTADOS POR PASADORESMIEMBROS CONECTADOS POR PASADORESAntiguamente los puentes eran de juntas articuladas o depasadores. Actualmente ya no se los realiza as, dadas lasventajas que presentan las juntas por tornillos o soldadura.El problema de juntas con pasadores es que el agujero tiende aagrandarse y por lo tanto el pasador se afloja.Hoy en da, las barras de ojo con pasadores, se utilizanocasionalmente, como miembros a tensin en los puentesde gran claro y otras estructuras sometidas a grandes cargasmuertas.

Antiguamente los puentes eran de juntas articuladas o depasadores. Actualmente ya no se los realiza as, dadas lasventajas que presentan las juntas por tornillos o soldadura.El problema de juntas con pasadores es que el agujero tiende aagrandarse y por lo tanto el pasador se afloja.Hoy en da, las barras de ojo con pasadores, se utilizanocasionalmente, como miembros a tensin en los puentesde gran claro y otras estructuras sometidas a grandes cargasmuertas.

DISEO POR CARGAS DE FATIGADISEO POR CARGAS DE FATIGA Si se supone que el numero de ciclos de carga esmenor de 20 000 no es necesario considerar lafatiga. Si se excede, el intervalo de esfuerzopermisible se calcula como sigue:

Se determina la condicin de carga, usando tablasadecuadas. Se selecciona el tipo y colocacin del material.Forma de los perfiles. Se determina la categora de esfuerzo, usualmenterelacionado con el tipo de unin. Se verifica el intervalo permisible para cada carga.

Usualmente esto se presenta en estructuras con cargasmviles, considerando una vida til mayor o igual a 25aos.

Si se supone que el numero de ciclos de carga esmenor de 20 000 no es necesario considerar lafatiga. Si se excede, el intervalo de esfuerzopermisible se calcula como sigue: Se determina la condicin de carga, usando tablasadecuadas. Se selecciona el tipo y colocacin del material.Forma de los perfiles. Se determina la categora de esfuerzo, usualmenterelacionado con el tipo de unin. Se verifica el intervalo permisible para cada carga.

Usualmente esto se presenta en estructuras con cargasmviles, considerando una vida til mayor o igual a 25aos.

Introducción Gral Cargas y Diseño a Tensión Modo de Compatibilidad

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