Clase N°1 20152

ESTRUCTURAS Y CARGAS

Facultad de Ingeniería

Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán

ESTRUCTURAS Y CARGAS - Cajamarca 2015-2Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán

Carrera: Ingeniería Civil

E-mail: [email protected]

FORMACIÓN PROFESIONAL Ingeniero Civil Universidad Privada del Norte

POSGRADO: Ingeniería y Gerencia de la Construcción Universidad Nacional de Cajamarca

EXPERIENCIA LABORAL:(última)

-Capacitador curso SAP 2000 Colegio de Ingenieros del Perú, Universidad Nacional de Cajamarca, 2014 – 2015.

- Docente de la Universidad Privada del Norte, 2014 – 2015: Cursos Estática, Estructuras y Cargas, Sistemas Estructurales 1 y 3, Procesos constructivos 3, entro otros.

- Docente de la Universidad Nacional de Cajamarca, 2015: Curso de Resistencia de Materiales II.

Perú





- Consultor de obras desarrollando proyectos:

“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO EN LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA DEL NIVEL INICIAL N°312 DE LA CIUDAD DE CAJABAMBA, PROVINCIA DE CAJABAMBA - REGIÓN CAJAMARCA” - 2014.

“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO PÚBLICO JÓSE ARNALDO SABOGAL DIEGUEZ, PROVINCIA DE CAJABAMBA - REGIÓN CAJAMARCA” – 2014

“CONSTRUCCIÓN DEL SERVICIO EDUCATIVO DEL NIVEL SECUNDARIO DEL COLEGIO PISIT, DISTRITO DE TONGOD, PROVINCIA DE SAN MIGUEL – REGIÓN CAJAMARCA” - 2015

Otros.

CAPACITACIÓN: - Certificado SAP 2000, estructuras avanzadas, en la UNC.- Diplomado en: “Gestión de Costos de laCalidad en la Construcción” – UNC.

- Diplomado en: “Gestión Integrada de proyectos” – UNC.- Entre otros.

- Levantamiento topográfico de 04 instituciones educativas en laslocalidades de: “MUYOC GRANDE Y OXAPAMPA EN EL DIST. DEMIGUEL IGLESIAS, NUEVA UNIÓN, EN DIST. DE OXAMARCA Y ELPORVENIR EN EL DIST. DE SUCRE, PRIORIZADA EN LA PROV. DECELENDÍN”.

- Ampliación y Mejoramiento de la Infraestructura I.E. Nº 82192DEL CASERIO HUAYANMARCA, DISTRITO DE JESUS-CAJAMARCA-CAJAMARCA

-Capacitador de SAP 2000 y Estructuras Avanzadas de la UNC,Docente de la UPN de los cursos de Estática y Estructuras.

- Ing. Consultor de Obras 2015.



EXPERIENCIA LABORAL:

(reciente)

HISTORIAEl primer Ingenieros Estructural parase haber sido IMHOTEP,

constructor de la prámide de GIZEH, y numerosos templos y tumbas,

usó como elementos estructurales la columna y la viga.



ESTRUCTURAS Y CARGASLos griegos con ARISTOTELES y ARQUÍMEDES fueron los que

iniciaron y sistematizaron el estudio de la mecánica y la física,

desarrollando conceptos como centros de gravedad, palanca, etc.



Aunque los romanos hicieron poco por la ciencia comparados con los

griegos, sobrepasaron a éstos en el desarrollo de la ingeniería,

utilizando en forma formidable el arco de mampostería y la cúpula de

piedra.



CONCEPTOS

ESTRUCTURALES

Grupalmente definir los siguientes conceptos y

dar un ejemplo:

• Estructura

• Carga

• Resistencia

• Rigidez

• Ductilidad

• Fragilidad



Las estructuras se construyen siempre para cumplir una

Finalidad definida



PRINCIPALES FUNCIONES DE LAS ESTRUCTURAS

a. Encerrar un espacio



PRINCIPALES FUNCIONES DE LAS ESTRUCTURASb. Contener o retener



PRINCIPALES FUNCIONES DE LAS ESTRUCTURAS

C. TRANSMITIR CARGAS



http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.erafi.com/images/hormigon_armado3.jpg&imgrefurl=http://www.enobras.com/novedades/11.asp&usg=__8pKgjPZUthbxYhmJ9K-LCJcjTRE=&h=480&w=640&sz=48&hl=es&start=12&um=1&tbnid=7lPdCoI43d5tvM:&tbnh=103&tbnw=137&prev=/images?q=ESTRUCTURAS&hl=es&um=1

INTRODUCCIÓN

En el proyecto de estructuras, primero es el

diseño y luego el cálculo.

El ingeniero cuando se enfrenta a la

arquitectura de una edificación, debe

descubrir la forma de sostenerlo con

seguridad y economía mediante un conjunto

de elementos con forma y dimensiones

óptimas: losas, vigas, columnas, placas y

cimentación, y lo debe hacer con

herramientas muy personales: intuición

mecánica, sensibilidad a los esfuerzos,

conocimiento de los materiales y reglamentos;

y sobre todo sentido común .



OBJETIVO DE LAS ESTRUCTURAS:

A. SEGURIDAD:

Todas las estructuras o elementos estructurales deben calcularse

de forma que resistan con un grado de seguridad apropiado, todas

las cargas y deformaciones que soportará durante su vida útil.



A. RESPONSABLES DE LA SEGURIDAD:

a. PROYECTISTA

b. CONSTRUCTOR

c. SUPERVISIÓN

d. PROPIETARIOS



B. FUNCIONALES



C. ECONÓMICAS



ESTRUCTURAS EN LA NATURALEZA



FORMAS ESTRUCTURALES:

a. ALBAÑILERÍA



B. ESTRUCTURAS APORTICADAS



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C. ESTRUCTURAS MIXTAS



ESTRUCTURAS DE MADERA



ESTRUCTURAS RETICULADAS



FUERZA:Es toda causa física, capaz de modificar el estado de reposo o de

movimiento de un cuerpo. Al aplicar una fuerza a un cuerpo se produce

otra fuerza igual y de sentido contrario llamada Reacción.

Equilibrio de una Fuerza: Toda estructura está en equilibrio cuando todas

las fuerzas que actúan sobre él, se compensan mutuamente.



Pxx: Fuerza axial.

Esta componente mide una acción de tirar (o empujar) representa una fuerza de

extensión o tracción que tiende a alargar el sólido, mientras que empujar representa

una fuerza de compresión que tiene a acortarlo se representa principalmente por P.

Pxy, Pxz: Fuerza cortante.

Con componentes de la resistencia total al deslizamiento de la porción del solido a

un lado de la sección de exploración respecto a la otra porción. La fuerza cortante

total se suele representar por V y sus componentes Vz y Vz, identifican sus

direcciones.



Mxx: Momento Torsor o Par.

Este componente mide la resistencia a la torsión del sólido considerado y suele

representarse por Mt.

Mxy, Mxz: Momentos Flectores.

Estas componentes miden la resistencia del cuerpo a curvarse o flexar respecto

a los ejes Y ó Z, y se suelen expresar, simplemente por My y Mz

espectivamente.



La dirección y el sentido de la fuerza o carga con respecto al cuerpo

determinan la clase de ESFUERZOS que se producen.



ESFUERZOS:

Se denomina así a las fuerzas interiores que se generan en un cuerpo

que está bajo la acción de una carga.

La dirección y el sentido de la fuerza o carga con respecto al cuerpo

determinarán la clase de esfuerzos que se producen.

Por la dirección y el sentido de las fuerzas sobre un elemento

estructural estas generan esfuerzos de:

- Compresión

- Tracción

- Corte

- Flexión

- Torsión



Esfuerzos de Compresión

• Si las fuerzas se aproximan unas a otras, el cuerpo se

comprime y en él se producen esfuerzos de compresión

• Un elemento estructural sometido a esfuerzos de

compresión, sus partículas constituyentes son comprimidas,

encogiéndose en la dirección en que actúa la fuerza y

expandiéndose perpendicularmente a ella.

• Algunos materiales resisten mejor que otros los esfuerzos de

compresión.



En el caso de las columnas, la resistencia de éstas debido a la

compresión está en función a su esbeltez, siendo la esbeltez la relación

que existe entre la altura y el espesor del elemento comprimido.

• De esta manera podemos decir que las columnas más esbeltas tienden

a deformarse lateralmente.

• El efecto que ocurre en los materiales sometidos a esfuerzos de

compresión se le denomina pandeo.

• Algunos materiales resisten mejor que otros los esfuerzos de

compresión.

Como ejemplo tenemos que el concreto armado es excelente para

resistir cargas que lo someten a esfuerzos de compresión.



Esfuerzos de Tracción.

• Si las fuerzas se alejan unas a otras, el cuerpo se extiende y en él se

producen esfuerzos de tracción.

• Cuando los elementos estructurales son sometidos a esfuerzos de tracción,

sus partículas constituyentes se apartan de ellas.

• La dimensión del cuerpo aumenta en la dirección de la fuerza y disminuye

en la perpendicular.

• El comportamiento al esfuerzo de tracción no es el mismo en los

materiales. Por ejemplo el concreto armado es muy malo cuando es

sometido a esfuerzos de tracción.

• Los materiales, según su composición interna, pueden ofrecer diferentes

resistencias al ser traccionados en distintas direcciones.

• La madera por ejemplo, resiste las tracciones aplicadas en la dirección

paralela a las fibras, mucho más que las que actúan en dirección

perpendicular.





Esfuerzo de Corte.

• Si el cuerpo es sometido a dos fuerzas paralelas próximas y de sentido

contrario, se obtienen esfuerzos de corte o cizallamiento.

• El esfuerzo de corte origina deformaciones que se presentan como una

tendencia al deslizamiento de una parte del cuerpo con respecto a otra.

• En las vigas, el esfuerzo de corte produce deslizamientos en la

dirección longitudinal (horizontal) y en la dirección transversal (vertical).

El tipo de esfuerzo depende de la dirección de la fuerza actuante

en relación al área resistente (perpendicular o paralela).



Esfuerzo - Deformación





• En una viga sometida a cargas concentradas o distribuidas el diagrama

de esfuerzo cortante sirve para analizar los cortantes en los diferentes

puntos de la viga.

• En el concreto armado, este diagrama nos indicará la cantidad y

espaciamiento de los elementos y transversales que se conocen con el

nombre de estribos.

• Así, por ejemplo, al analizar la viga vemos que en el centro de la luz, la

fuerza cortante es cero y en los extremos wL/2. Si la viga fuera de

concreto armado quiere decir que en sus extremos llevará mayor cantidad

de estribos que el centro de la luz.



Esfuerzo de Flexión.

• Si la acción de las fuerzas tiende a curvar el cuerpo, se produce flexión.

Un cuerpo flexionado tendrá tracción en una zona y compresión en la

otra.

Los elementos estructurales sometidos a cargas transversales se

flexionan o se curvan, esto origina esfuerzos de compresión en una de

sus partes y de tracción de en la opuesta. En el eje neutro no hay

tracción ni compresión.



Las vigas de concreto armado al estar sometidas a flexión generan

tracción en su fibra inferior y compresión en la superior. Como el concreto

es muy débil a la tracción se aplica acero en la zona traccionada.

Si la viga está en voladizo la tracción se genera en la parte superior y la

compresión en la inferior.



Esfuerzos de Torsión

Si el cuerpo es sometido a movimientos de giro, perpendiculares a su eje

longitudinal, se produce torsión y se dan principalmente esfuerzos de

corte.

La torsión se produce cuando un elemento estructural es sometido a

movimientos de giro, perpendiculares a su eje longitudinal dándose

esfuerzos de corte.

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