5.- ANALISIS ESTRUCTURAL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
“ ANÁLISIS ESTRUCTURAL”
CURSO : ANALISIS ESTRUCTURAL II
DOCENTE : ING. IVAN LEON MALO
NUEVO CHIMBOTE - OCTUBRE, 2013
I.- INTRODUCCIÓN:
Entendemos por estructura
aquella parte de la construcción
que “soporta” el conjunto, es
decir, que es capaz de resistir
las diversas acciones que
actúan sobre ella (Peso propio,
sobrecargas de uso, viento,
movimientos sísmicos, etc.)
La ingeniería estructural es la
rama de la ingeniería que trata
la concepción, el diseño y la
construcción de las estructuras
necesarias para desarrollar las
actividades humanas.
UNS / AE-II / IVAN
Dicho de otra manera:
La unión de dos o mas
elementos estructurales forman
una estructura.
Dependiendo del tipo o clase
de elemento estructural , se
obtendrán los diversos
sistemas estructurales.
La disposición de los elementos
estructurales nos dirá que tan
resistente y estable es una
estructura
El simple hecho de unir
elementos que por si solo tienen
resistencia limitada, produce que
el conjunto tenga una resistencia
mucho mayor que la suma de las
resistencias individuales de cada
elemento. UNS / AE-II / IVAN
Como tal, la ingeniería estructural debe contemplar cuatro criterios básicos
que las estructuras, como cualquier otro ingenio humano, deben satisfacer;
estos son:
FUNCIONALIDAD: Toda
estructura debe servir para aquello
para lo que ha sido concebida.
SEGURIDAD: Toda estructura
debe soportar las cargas a la que
se ve sometida durante su vida útil.
.
UNS / AE-II / IVAN
ECONOMÍA: Toda estructura debe
construirse aprovechando los
recursos materiales disponibles.
ESTÉTICA: Toda estructura debe
tener una apariencia exterior
adecuada .
UNS / AE-II / IVAN
El análisis de estructuras tiene,
pues, como objetivo fundamental
determinar la respuesta de las
estructuras cuando estas se ven
sometidas a las diferentes acciones
que deben soportar durante su
construcción y vida útil.
Por “Respuesta Estructural” se
entiende, básicamente, la
determinación de los estados de
tensión y deformación a los que la
estructura va a estar sometida por
efecto de los diferentes estados de
carga que se consideran.
Por tanto, se pretende establecer
las condiciones de resistencia y
rigidez de las estructuras
analizadas.
UNS / AE-II / IVAN
II.- CONCEPTO: Estudia el comportamiento o la respuesta de un sistema estructural ante solicitaciones de cargas externas.
ANÁLISIS
ACCIÓN REACCIÓN
UNS / AE-II / IVAN
ANALICEMOS:
UNS / AE-II / IVAN
III.- CLASIFICACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS: Convencionalmente las estructuras se agrupan según la siguiente tipología:
A) ARMADURAS PLANAS Y ESPACIALES: Este sistema combina elementos tipo barra donde la disposición de los elementos determina la estabilidad.
Uniones Articuladas Uniones Articuladas
PLANO ESPACIAL
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B) BASTIDORES: En este sistema se combinan elementos tipo barra con elementos tipo viga o columna unidos por articulaciones.
C) MARCOS O PÓRTICOS: Este sistema conjuga elementos tipo viga y columna. Su estabilidad está determinada por la capacidad de soportar momentos en sus uniones.
UNS / AE-II / IVAN
UNS / AE-II / IVAN
D) SISTEMA DE PISOS Consiste en una estructura plana conformada por la unión de varios elementos (cáscara, viga, cercha) de tal manera que soporte cargas perpendiculares a su plano.
E) SISTEMA DE MUROS Es un sistema construido por la unión de muros en direcciones perpendiculares y presenta gran rigidez lateral. Este sistema es uno de los mas usados en zonas sísmicas.
SISTEMA UNIDIRECCIONAL,
SOLO APOYO EN DOS
EXTREMOS
SISTEMA BIDIRECCIONAL,
APOYO EN CUATRO
EXTREMOS
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F) DOMOS, SILOS Y TANQUES
G) SISTEMAS COMBINADOS PARA EDIFICACIONES Se aprovechan las cualidades estructurales de los elementos tipo muro con las cualidades arquitectónicas de los sistemas de pórticos. Las características de rigidez lateral también pueden lograr por medio de riostras que trabajan como elementos tipo cercha.
SILOS
TANQUE
DOMO TANQUES
IV.- INDETERMINACIÓN ESTÁTICA: Se refiere al número de acciones (Fuerza Axial, Cortante o Momento)
externos y/o internos que deben liberarse a fin de transformar la
estructura original en una estructura estable y determinada.
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G.I.E. = 6 - 3 = 3º
G.I.E. = 9 - 3 = 6º
?
>G.I.E ENTONCES
>ESTABILIDAD
RESOLVER:
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¿ESTABLE?
V.- INDETERMINACIÓN CINEMÁTICA: Se refiere al número de componentes de desplazamiento de nudo
(Traslación, Rotación) que son necesarios para describir la respuesta
del sistema.
Define la configuración deformada del sistema.
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G.I.C. = 3º
θ1 θ2
G.I.C. = 5 x 3 = 15º
?
Si consideramos el mismo pórtico sin deformación axial EA→∞,
infinitamente rígido ,tenemos:
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G.I.C. = 5 + 2 = 7º G.I.C. = 3 x 4 + 4 = 16º
GRADOS DE LIBERTAD (GDL): Los GDL de una estructura son el
número mínimo de parámetros para describir de manera única la
figura deformada de la estructura. Estos parámetros pueden ser
desplazamientos y/o rotaciones en diversos puntos de la estructura.
RESOLVER: a) AE ≠ ∞ b) AE = ∞
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