CONTINUIDAD ESTRUCTURAL. SOLICITACIONES – (DMF Y ESF. CORTE)

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1 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL. SOLICITACIONES – (DMF Y ESF. CORTE)
PÓRTICOS

2 MOMENTO FLECTOR (M) – ESFUERZO DE CORTE (V)
Las fuerzas exteriores (acciones y reacciones) producen en todo elemento estructural deformaciones que pueden provocar la falla del mismo. Internamente la estructura debe oponerse a esas deformaciones para estar en equilibrio, son los ESFUERZOS INTERNOS:

3 MOMENTO FLECTOR (M) – ESFUERZO DE CORTE (V)
El EQUILIBRIO debe cumplirse para el conjunto y para todas y cada una de las partes. Es la más elemental de las necesidades de una estructura. El diseñador debe estudiar lo que ocurre en todas las secciones para asegurar que no se produzca el colapso parcial o total. (D. Moisset de Espanés)

4 DIAGRAMAS DE ESFUERZOS
Los diagramas de esfuerzos son representaciones gráficas de las solicitaciones que se producen en una componente estructural, y permiten reconocer los valores máximos de cada uno establecer la correspondencia entre ellos. Para dibujar los diagramas debemos: Adoptar una convención de signos, en relación a la posición de las fibras traccionadas, la que graficamos con una línea de trazo, para el diagrama de Momentos y la dirección de las fuerzas, para el diagrama de Corte. Analizar el tipo de carga (uniforme, puntual, momento en un extremo), los diagramas adquieren distintas «formas» según sea el tipo de carga. Relación y variación de la rigidez de los componentes del mecanismo Tipo de restricción o vínculo. "…es preferible intentar una comprensión cualitativa del mecanismo resistente… para recurrir ordenada y oportunamente a razonamientos estructurales tan simples como los que rigen el equilibrio y la deformación. "(D. Moisset de Espanés)

5 RIGIDEZ - CONTINUIDAD  La continuidad estructural funciona si existe una unión entre dos elementos estructurales que garantice la transferencia de las solicitaciones. Relación y variación de la rigidez de los componentes del mecanismo La Rigidez es una relación entre la acción y la deformación,  depende del Módulo de Elasticidad, la sección, de la Inercia y la longitud del elemento, y el tipo de vínculo. Tipo de restricción o vínculo. Casa en Colina Arquitectos OPA (Felipe del Río, Federico Campino) Colina, Santiago Metropolitan Region, Chile

6 Empotramiento elástico Empotramiento perfecto
RIGIDEZ - CONTINUIDAD "Como estrategia de diseño se resuelve un esqueleto estructural en base a marcos de hormigón armado con forma independiente según su posición y programa, ningún marco es igual al siguiente" Analizaremos el componente VIGA y la restricción al giro que se genera por su relación de rigideces con los componentes que representan los apoyos. Los extremos giran libremente No hay restricción: Articulación Los extremos giran Hay restricción: Empotramiento elástico Los extremos NO giran Hay restricción total: Empotramiento perfecto Situación intermedia entre el no giro del empotramiento perfecto y el libre giro de la articulación.

7 MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO (Carga distribuida)
Viga simplemente apoyada (isostática) Viga empotramientos perfectos q ℓ MR q ℓ ⅛ q ℓ² ⅛ q ℓ² ~ ℓ/5 q ℓ²/12

8 MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO (Carga distribuida)
Viga articulada – empotrada ℓ MR q ⅛ q ℓ2

9 MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO (Carga puntual)
Viga simplemente apoyada (isostática) Viga empotramientos perfectos P ℓ ℓ P MR ¼ ℓ P ℓ 12 ¼ P ℓ ¼ P ℓ

10 MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO (Carga puntual)
Viga articulada – empotrada P ℓ MR 0,27 ℓ 3 P ℓ 16 ¼ P ℓ

11 MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO (Momento extremo)
Hasta el momento hemos analizado vigas que de una u otra forma reciben carga directamente, ahora analizaremos aquellas que no tienen cargas (considerando el peso propio despreciable) pero las vigas contiguas le transmiten un giro. ℓ Viga simplemente apoyada (isostática) ME Viga empotramiento perfecto ℓ MR ME a ½ a 1/3 ℓ ME ½ MR ME

12 COMPARACIÓN P ℓ M React M React P M React ℓ P M Ext ℓ
Viga empotramientos perfectos P ℓ M React M React Viga empotrada y con articulación ℓ P M React Viga articulada con M ext y carga P P M Ext ℓ

13 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : hormigón armado
Situación real PI El equilibrio debe cumplirse para el conjunto y para todas y cada una de las partes.

14 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : hormigón armado
Modificación del tipo de cubierta en la zona de la pileta, colocando una pérgola (peso despreciable) PI El equilibrio debe cumplirse para el conjunto y para todas y cada una de las partes.

15 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL
P Volver al modelo naranja y representar la situación

16 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL
M ½ P - M / ℓ ½ P + M / ℓ P P Volver al modelo naranja y representar la situación

17 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL
P MR Volver al modelo naranja y representar la situación

18 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : vigas continuas - pórticos
Casa Ef . Fritz + Fritz Arquitectos. Buenos Aires, Argentina 6m Fachada lateral Aprovechar las ventajas de la continuidad para disminuir la deformación. Imposibilidad de trabajar la misma a través de la incorporación de tramos. 12m Lograr la mayor cantidad de visuales hacia el lago permitiendo poder percibirlo desde casi todos los ambientes de la casa. Luces de 6m (lateral) y 12m (contra frente)

19 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : vigas continuas - pórticos
«quebrar el eje de la viga y transformar los tramos laterales en columnas, para configurar un plano resistente y mantener las ventajas de la continuidad, se conforma un nudo monolítico donde los esfuerzos se transfieren de las secciones de la viga a la columna» Volver al modelo naranja y representar la situación

20 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : vigas continuas - pórticos
flecha Los nudos (extremos) giran por acción de la carga El tramo desciende Cambio de curvatura de la elástica (restricción del giro) Puntos de inflexión Tracciones Reacciones Todas las barras (vigas – columnas) que concurren al nudo, capaces de recibir esfuerzos, participan en el equilibrio del mismo. flecha Volver al modelo naranja y representar la situación El equilibrio debe cumplirse para el conjunto y para todas y cada una de las partes.

21 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : Momento
Todas las barras (vigas – columnas) que concurren al nudo, capaces de recibir esfuerzos, participan en el equilibrio del mismo. Volver al modelo naranja y representar la situación

22 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : vigas continuas - CORTE
Volver al modelo naranja y representar la situación

23 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórticos
Casa Ef . Fritz + Fritz Arquitectos. Buenos Aires, Argentina Fachada lateral

24 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórticos empotrados

25 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórticos
Todas las barras (vigas – columnas) que concurren al nudo, capaces de recibir esfuerzos, participan en el equilibrio del mismo. MR MR

26 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórtico 2 tramos
MR MR Los nudos giran por acción de la carga. Relación de giros. El tramo desciende Cambio de curvatura de la elástica (restricción del giro) Puntos de inflexión Tracciones. Equilibrio de los nudos Reacciones

27 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórtico 2 tramos

28 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórtico 2 niveles
MR

29 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórtico 2 niveles
Todas las barras que concurren al nudo, capaces de recibir esfuerzos, participan en el equilibrio del mismo. El valor del momento al pie de la columna de planta alta es menor a la mitad del de la cabeza de la columna ya que se trata de un empotramiento elástico

30 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórtico 2 niveles
Todas las barras que concurren al nudo, capaces de recibir esfuerzos, participan en el equilibrio del mismo. Mc2 Mc1 + Mv1 Mc1 Mv1 El valor del momento al pie de la columna de planta baja es la mitad del de la cabeza de la columna ya que se trata de un empotramiento perfecto

31 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórtico 2 niveles
Todas las barras que concurren al nudo, capaces de recibir esfuerzos, participan en el equilibrio del mismo.

32 CONTINUIDAD ESTRUCTURAL : pórtico 2 niveles
Todas las barras que concurren al nudo, capaces de recibir esfuerzos, participan en el equilibrio del mismo.

33 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS (cualitativa)
¿CÓMO? RECONOCER LA ESTRUCTURA DE ANÁLISIS. Representamos la estructura a través de línea elástica a la curva que forma la línea neutra una vez cargada la viga, considerando que ésta se encontraba inicialmente recta. Representamos los apoyos según las restricciones que imponen al movimiento. Consideramos las acciones que comprometen a la estructura. Analizamos la relación de los giros de las tangentes Interpretamos los cambios (deformaciones) que se producen en la geometría inicial: giros de las tangentes (el grado de restricción) ubicación de las tracciones. Verificamos el Equilibrio (reacciones) y equilibrio en los nudos. Analizamos y representamos gráficamente, el efecto de las fuerzas exteriores sobre cada sección (solicitaciones: Momento flector – Esfuerzo de Corte) – EQUILIBRIO Proponemos Pórticos Simétricos y analizamos su comportamiento. (deformada - DMF) PI Ver como pautar el TP