ESTRUCTURAS METALICAS Y DE MADERA

Presentación del tema: "ESTRUCTURAS METALICAS Y DE MADERA"— Transcripción de la presentación:

1 ESTRUCTURAS METALICAS Y DE MADERA
Profesor: Luis Zegarra C.

2 BIBLIOGRAFIA 1. Norma Técnica de Edificación E.090
ESTRUCTURAS METALICAS. Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, 2004. 2. Manual of Steel Construction - Load & Resistance Factor Design (LRFD). American Institute of Steel Construction (AISC), 1993. 3. Detailing for Steel Construction. AISC Publication No. MO13. 1st. Edition, 1983. 4. Steel Structures. Design and Behavior. Emphasizing Load and Resistance Factor Design. Charles G. Salmon and John E. Johnson. Third Edition. Harper Collins Publishers Inc, New York, 1990.

3 BIBLIOGRAFIA 5. LRFD Steel Design. William T. Segui. 2nd. Edition. Brooks/Cole Publishing Company, 1999. 6. Diseño de Acero Estructural. Joseph E. Bowles. Editorial LIMUSA, 1991. 7. Diseño de Estructuras de Acero: Método LRFD. Jack Mc Cormac. 2ª. Edición. Alfaomega Grupo Editor, México, 2002. 8. Diseño Estructural en Acero (Con énfasis en el Método de diseño con Factores de Carga y Resistencia). Luis Zapata B. Libro 8 de la Colección del Ingeniero Civil, Colegio de Ingenieros del Perú, 1991. 9. Design of Steel Structures. Edwin H. Gaylord and Charles N. Gaylord. 2nd. Edition. Mc. Graw-Hill Book Co., New Cork, 1972 10.Designing Steel Structures. Sol E. Cooper, Andrew C. Chen. (PUCP: TA 684 C75)

4 Capitulo 1 INTRODUCCION

5 1.1 Generalidades

6 CRITERIOS DE BASE 1.- La Norma Peruana de Acero es la
E.090 ESTRUCTURAS METALICAS. 2.- El sistema de unidades que emplea la Norma es el Sistema Internacional (SI).

7 SISTEMA INTERNACIONAL (SI)
Unidades básicas: Longitud = metro = m Masa = kilogramo = kg Tiempo = segundo = s Unidades derivadas: Fuerza = newton = N Presión = pascal = Pa = 1N/m2 Energía = joule = J = 1 Nxm (1 newton es la fuerza que a un cuerpo con una masa de 1 kg le produce una aceleración de 1 m/s2)

8 EQUIVALENCIAS g = m/s2 1 kg-f = N (exacto) 1 kg-f = lb-f 1 MPa = 1 N/mm2 1 MPa = 10.2 kg-f/cm2 1 ksi = MPa 1 kip = lb = N

9 VALORES USUALES E = 2 030 000 kg-f/cm2 = 200 000 MPa = 29 000 ksi
G = kg-f/cm2 = MPa = ksi Peso unitario del acero = kg-f/m3 = kN/m3 = lb-f/ft3

10 DESARROLLO DEL CURSO 1.- Estudio de elementos aislados sometidos
a diferentes solicitaciones. 2.- Su conexión a los elementos de apoyo. 3.- Ensamblado de estos elementos para constituir estructuras.

11 1.2 Clasificación de estructuras

12 TIPOS USUALES DE ESTRUCTURAS METALICAS
1.- Pórticos con conexiones rígidas 2.- Pórticos con conexiones de corte 3.- Pórticos biarticulados de alma llena 4.- Tijerales 5.- Arcos

13 EDIFICIO TUBULAR

14 Planta de un edificio tubular
(Amit Urs – Stability Analisis of Frame Tall Buildings)

15 PORTICOS CONEXIÓNES RIGIDAS

16 PORTICOS CON CONEXIONES
DE CORTE

17 PORTICO BIARTICULADO DE ALMA LLENA

18 TIJERALES

19 TIJERALES

20 UNIONES DE NUDOS EN TIJERAL

21 ARCOS Peso. 800kg Peso: 840kgf Peso: 840 kgf Área de planchas: 194m2

22 CUPULA ESFERICA

23 COLISEO BONILLA MIRAFLORES

24 ELEMENTOS LIVIANOS DE ACERO

25 LAMINA PREFORMADA ACERO - DECK

26 PLANCHA COLABORANTE

27 PLANCHA COLABORANTE

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29 SISTEMA QUICKWALL PARA VIVIENDAS

30 1.3 Criterios de seguridad

31 CRITERIOS DE SEGURIDAD Debe cuidarse la Seguridad a la Rotura y el buen funcionamiento en Condiciones de Servicio. Debe tenerse en cuenta que todos estos factores se comportan con criterios probabilísticos.

32 RESISTENCIA CARACTERISTICA Para los materiales se emplea la Resistencia Característica que es menor que la resistencia promedio, y que se establece bajo la condición de que no más de 1 en un cierto número de ensayos (por ejemplo 1 en 10) dará una resistencia menor que la característica.

33 Distribución Probabilística de Solicitaciones, Q, y Resistencias, R

34 INDICE DE CONFIABILIDAD, β

35 CONTROL DE CALIDAD

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37 1.4 Procedimientos de diseño

38 PROCESO DE DISEÑO Es un proceso iterativo que pasa por las siguientes etapas: Anteproyecto Análisis Diseño

39 FUNCIONES DE UN BUEN DISEÑO 1. - Función de Uso 2
FUNCIONES DE UN BUEN DISEÑO 1.- Función de Uso 2.- Función de Seguridad 3.- Función Estética 4.- Función económica

40 RAZON Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALES
Génesis del esquema estructural RAZON Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALES Eduardo Torroja

41 RAZON Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALES
Génesis del esquema estructural RAZON Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALES Eduardo Torroja

42 RAZON Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALES Eduardo Torroja
Génesis del esquema estructural RAZON Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALES Eduardo Torroja

43 METODOS DE DISEÑO Allowable Stress Design (ASD)
1.- Diseño por Esfuerzos Admisibles Allowable Stress Design (ASD) 2.- Diseño por Factores de Carga y Resistencia (Estados Límites) Load and Resistance Factor Design (LRFD)

44 ESTADOS LIMITES Pueden ser de RESISTENCIA o de SERVICIO.
Son aquellas condiciones de una estructura en que ésta deja de cumplir su función específica Pueden ser de RESISTENCIA o de SERVICIO.

45 ESTADOS LIMITES DE RESISTENCIA 1.- Esfuerzos 2.- Pandeo 3.- Fatiga 4.- Volteo
5.- Deslizamiento

46 ESTADOS LIMITES DE SERVICIO
1.- Deflexiones Vibración Fisuración

47 1.5 Reglamentos

48 CARGAS PARA EL DISEÑO 1.- Norma E.020 CARGAS 2.- Norma E.030 DISEÑO
SISMORRESISTENTE

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50 1.- La Norma Peruana de Acero es la E.090 aprobada
en Febrero de 2004. 2.- La Norma E.090 emplea el método de diseño por Factores de Carga y Resistencia (LRFD). 3.- Por existir aún muchos profesionales que emplean el método de diseño por Esfuerzos Admisibles (ASD), presenta procedimientos mínimos de diseño por este método.

51 CONDICION GENERAL DE SEGURIDAD

52 CARGAS, FACTORES DE CARGA Y COMBINACIÓN DE CARGAS-1
Las siguientes cargas nominales deben ser consideradas: D : Carga muerta debida al peso propio de los elementos y los efectos permanentes sobre la estructura. L : Carga viva debida al mobiliario y ocupantes. Lr : Carga viva en las azoteas. W : Carga de viento. S : Carga de nieve. E : Carga de sismo de acuerdo a la NTE E.030 Diseño Sismorresistente. R : Carga por lluvia o granizo.

53 CARGAS, FACTORES DE CARGA Y COMBINACIÓN DE CARGAS-2 La resistencia requerida de la estructura y sus elementos debe ser determinada para la adecuada combinación crítica de cargas factorizadas. Para la aplicación del método LRFD, las siguientes combinaciones deben ser investigadas: 1,4D (1.4-6) 1,2D + 1,6L + 0,5(Lr ó R) (1.4-2) 1,2D + 1,6(Lr ó S ó R) + (0,5L ó 0,8W) (1.4-3) 1,2D + 1,3W + 0,5L + 0,5(Lr ó S ó R) (1.4-4) 1,2D ± 1,0E + 0,5L + 0,2S (1.4-5) 0,9D ± (1,3W ó 1,0E) (1.4-6)

54 IMPACTO En el caso de estructuras que soporten carga viva que produce impacto, deberá considerarse un incremento en la carga viva nominal debido a este efecto. En el caso del método LRFD este incremento se aplica en las combinaciones y 1.4-3

55 IMPACTO Si no hay indicación en contrario los incrementos serán los siguientes: (a) Apoyos de ascensores … % (b) Apoyos de maquinaria liviana accionada por ejes o motores …………………………………. 20% (c) Apoyos de maquinas reciprocantes ………. 50% (d) Tirantes que soportan pisos y voladizos… 33% (e) Vigas de puente grúa con cabina de operador y sus conexiones % (f) Vigas de puente grúa con control colgante y sus conexiones …………………………………… 10%

56 FUERZAS HORIZONTALES EN PUENTES GRUA La fuerza lateral nominal que se genera en la vía del puente grúa por el movimiento del polipasto no debe ser menor al 20% de la suma del peso izado y el peso del polipasto. No debe incluirse el peso de otras partes de la grúa.

57 FUERZAS HORIZONTALES EN PUENTES GRUA Esta fuerza debe aplicarse en la parte superior de los rieles actuando en la dirección normal al desplazamiento del puente grúa y debe ser distribuida considerando la rigidez lateral de la estructura que soporta los rieles.

58 FUERZAS HORIZONTALES EN PUENTES GRUA La fuerza longitudinal nominal tendrá un valor mínimo de 10% de las máximas cargas de rueda de la grúa aplicada en la parte alta del riel, a menos que se especifique otra cosa.

59 1.6 Ayudas de diseño

60 DOCUMENTOS DE DISEÑO 1. - Planos: - de Ingeniería Básica - de Taller 2
DOCUMENTOS DE DISEÑO Planos: - de Ingeniería Básica de Taller Especificaciones Técnicas Memoria Descriptiva

61 MANUAL DEL AISC Datos de perfiles

62 Gráfico para diseño de Vigas. MANUAL AISC

63 AYUDAS PARA EL DISEÑO

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