ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS RÍGIDAS
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ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS RÍGIDAS
Definición:
Viga
Una viga es un miembro estructural donde las cargas aplicadas son principalmente perpendiculares al eje, por lo que el diseño predominante es a flexión y corte si las cargas no son perpendiculares se produce algo de fuerza axial, pero esta no es determinante en el diseño
Pórtico
Se conoce como pórtico al conjunto de vigas y columnas en el cual las uniones son rígidas y su diseño está gobernado por flexión en las vigas y flexocompresión en las columnas.
Predimensionamiento de vigas y pilares
El predimensionamiento de vigas y pilares es el procedimiento previo al cálculo de
dimensionado que es necesario llevar a cabo en estructuras hiperestáticas antes
de poder calcular con precisión los esfuerzos sobre las mismas. Con el
predimensionado se establecen unas dimensiones orientativas de las secciones
transversales de vigas y pilares que sirven de base para un cálculo de
comprobación y reajuste de las dimensiones definitvas de las secciones.
En el predimensionamiento intervienen una serie de aspectos que involucran el
criterio a considerar, por lo cual se tiene que tener en cuenta que estos
parámetros pueden variar dependiendo de aspectos como la calidad de material,
mano de obra calificada, etc.
El predimensionado usa diferentes valores en términos de la longitud de los
elementos:
Predimensionamiento de Losas:
1. Aligerados:
h = 17 cm luces menores a 4 metros.
h = 20 cm luces menores a 5.5 metros.
h = 25 cm luces menores a 6.5 metros.
h = 30 cm luces menores a 7.5 metros.
Cuando existen tabiques de ladrillo paralelos a la dirección de las viguetas,
es frecuente utilizar vigas chatas
2. Losas macizas:
h = 12 cm luces menores a 4 metros.
h = 15 cm luces menores a 5.5 metros.
h = 20 cm luces menores a 6.5 metros.
h = 25 cm luces menores a 7.5 metros.
Predimensionamiento de Vigas:
o Peralte del orden de 1/10 a 1/12 de la luz libre.
o El ancho puede variar entre 0.3 a 0.5 mts. de altura. Según Norma E-060,
ancho mínimo 25 cm.
Es recomendable considerar vigas de igual peralte en ambas direcciones.
Dimensiones usuales de vigas:
L <= 5.5 metros 25x50, 30x50
L <= 6.5 metros 25x60, 30x60, 40x60
L <= 7.5 metros 25x70, 30x70, 40x70, 50x70
L <= 8.5 metros 30x75, 40x75, 30x80, 40x80
L <= 9.5 metros 30x85, 30x90, 40x85, 40x90
Predimensionamiento de Columnas:
Son elementos sometidos a carga axial y momento flector, se debe
considerar los efectos simultáneamente.
Si se trata de Edificaciones con un buen número de pisos, se busca una
sección tal que la carga axial en servicio produzca un esfuerzo de
compresión del orden de 0.45 f´c.
Para edificios que tengan muros de corte en las dos direcciones, tal que la
rigidez lateral y la resistencia van a estar principalmente controladas por los
muros, las columnas se pueden dimensionar suponiendo un área igual a:
Área de columna = P(servicio) / 0.45f`c
Para edificios aporticados íntegramente, para lo cual se recomienda no
exceder de 3 o 4 pisos, debería dimensionarse mediante alguna estimación
del momento de sismo, demostrando la experiencia que el área necesario
estará entre 1000 y 2000 cm2. (35x35, 40x40, 25x50, 30x60, 30x50,
circulares de 40 o 50 cm de diámetro)
FALLAS MAS COMUNES POR SISMOS:
• Daño en tabiquerías por tener estructuras muy flexibles.
• Edificaciones con elementos con poca capacidad resistente.
• Vigas mas resistentes que las columnas
• Edificios con asimetría en planta
• Columnas cortas
EFECTO DE LA COLUMNA CORTA
CRITERIOS DE ESTRUCTURACION DE EDIFICIOS
- Simplicidad y simetría
-Resistencia y ductibilidad
- UNIFORMIDAD Y CONTINUIDAD
La estructura debe ser continua tanto en planta como en elevación con
elementos que no cambien bruscamente de rigidez, de manera de evitar
concentraciones de esfuerzos.
- RIGIDEZ LATERAL
Para que una estructura pueda resistir fuerzas horizontales sin tener
deformaciones importantes será necesario proveerla de elementos
estructurales que aporten rigidez lateral en sus direcciones principales.