ae upecen semana1

8/18/2019 AE Upecen Semana1

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Escuela Profesional de Ingeniería Civil

TEMA:INTRODUCCION AL ANALISIS ESTRUCTURAL

Huanca o, Julio 2013

ANALISIS ESTRUCTURAL I

Docente:Ing. Henry G. Godiño C.

UNIVERSIDAD PERUANA DEL CENTRO


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SILABO. 2015 - I


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CONDICIONES DEL CURSODuración. 17 semanasHorario: Domingos 1:00pm – 3:00pmTolerancia: 15min80 % de asistenciaCalificación de 0 - 20Evaluaciones: 3 exámenes parcialesTrabajos académicos: 3 trabajos académicosTrabajo opcional: Tema o proyecto libre relacionadoal curso (reemplaza la nota mas baja).


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BIBLIOGRAFIAÁngel San Bartolome. ANALISIS DE EDIFICIOS. Segundaedición. PUCP. 1999. PerúNelson, McCormac. ANALISIS DE ESTRUCTURAS. Terceraedición. ALFAOMEGA. 2006. MéxicoAntonio Blanco Blasco. ESTRUCTURACION Y DISEÑO DEEDIFICACIONES DE CONCRETO ARAMADO. Segundaedición. CIP-Lima. PerúYuan-Yu Hsieh. Teoría elemental de Estructuras. EditorialPrentice-Hall International. México.White, Gergely y Sexsmith. Estructuras Estáticamenteindeterminadas. 1977. Editorial Limusa. México.J. Sterling Kinney. Análisis de Estructuras Indeterminadas.1970. Editorial Continental S.A.Fred W. Beaufait. Análisis Estructural. 1981. EditorialPrentice-Hall Intenational

B. Arbulu. Análisis Estructural. U. N. I. Perú.


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CONTENIDO

1. DEFINICION

2. OBJETIVO DEL INGENIERIA ESTRUCTURAL

3. ETAPAS DE UN PROYECTO ESTRUCTURAL

4. BASES DEL ANALISIS ESTRUCTURAL

5. FILOSOFIA DEL DISEÑO SISMICO

6. CRITERIO DE ESTRUCTURACION

7. ELEMENTOS ESTRUCTURALES

8. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES


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1. DEFINICION


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Definición de Estructura

Una estructura es un sistema cuya función es transmitirfuerzas desde sus puntos de aplicación al suelo.Las fuerzas producen:DeformacionesEsfuerzos internos


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Definición del Análisis

Estructural• Dentro del diseño de estructuras, se incluye la

determinación de fuerzas y desplazamientos, a esteproceso de diseño se le llama ANALISIS ESTRUCTURAL

• Comportamiento y funcionabilidad de la estructura.


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2. OBJETIVO DEL INGENIERIA ESTRUCTURAL


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Objetivo del Diseño

Estructural:• El objetivo es lograr una estructura SEGURA,

FUNCIONAL y ECONOMICA para satisfacer unanecesidad o función específica.

• Control de deflexiones, vibraciones, agrietamiento,corrosión, etc.


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3. ETAPAS DE UN PROYECTO ESTRUCTURAL


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EtapasConcepción

Modelo

Análisis Estructural

Diseño Estructural

Detallado (Ingenieríade detalle)

Planos

Costos


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4. BASES DEL ANALISIS ESTRUCTURAL


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Generalidades

• Estructuras Estáticamente Determinadas:Ecuaciones de Equilibrio estático

•

Estructuras Estáticamente Indeterminadas:Ecuaciones de Equilibrio estáticoCompatibilidad de Deformaciones

Leyes constitutivas


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Hipótesis Básicas del Análisis

Estructural1. Desplazamientos pequeños

Plantea de la geometría inicial no cambiaapreciablemente luego de la aplicación de lascargas


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Estructural2. Equilibrio Estático

Estructuras Estáticamente Determinadas

Ecuaciones de Equilibrio.∑Fx = 0 ∑Fy = 0 ∑Mz = 0∑Fz = 0 ∑Mx = 0 ∑My = 0Estructuras Estáticamente Indeterminadas

Ecuaciones de compatibilidadLeyes constitutivasGrado de Indeterminación Estática

# incognitas - # ec. Equilibrio = n


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Estructural3. Compatibilidad de Deformaciones

Se compatibiliza los desplazamientos de los nudos conlos desplazamientos de los extremos de los elementosque concurren a ese nudo.


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Estructural4. Comportamiento Elástico - lineal

Por lo tanto se cumple la Ley de Hooke

Para que una estructura tenga un comportamientolineal se debe cumplir que:Materiales linealmente elásticoDesplazamientos pequeños


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Estructural4. Comportamiento Elástico - lineal


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Generalidades

Las edificaciones se comportarán ante los sismosconsiderando que:• Resistir sismos leves sin daños• Resistir sismos moderados considerando la posibilidad

de daños estructurales leves• Resistir sismos severos con la posibilidad de daños

estructurales importantes con una posibilidad remotade ocurrencia del colapso de la edificación


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FALLAS MAS COMUNES POR

SISMO• 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


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SISMO


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SISMO


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SISMO• Edificios con forma rectangular en planta muy

alargada (torsión).• Pisos blandos. Discontinuidad de elementos rígidos

de una planta a otra en forma brusca.


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6. CRITERIO DE ESTRUCTURACION


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SIMPLICIDAD Y SIMETRIA


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SIMPLICIDAD Y SIMETRIA


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RESISTENCIA Y DUCTILIDAD

Las estructuras deben tener resistencia sísmicaadecuada en todas las direcciones, por lo menos endos direcciones ortogonales, de tal manera que

garantice la estabilidad tanto de la estructura comoun todo, como de cada uno de sus elementos.La ductilidad depende de la carga aplicada alelemento, este efecto actúa en forma diferente,según el tipo de material constituyente.


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RESISTENCIA Y DUCTILIDAD


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UNIFORMIDAD Y

CONTINUIDADLa estructura debe ser continua tanto en plantacomo en elevación con elementos que no cambienbruscamente de rigidez, de manera de evitar

concentraciones de esfuerzos.


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UNIFORMIDAD Y

CONTINUIDAD


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RIGIDEZ LATERAL

Para que una estructura pueda resistir fuerzashorizontales sin tener deformaciones importantes seránecesario proveerla de elementos estructurales queaporten rigidez lateral en sus direcciones principales


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RIGIDEZ LATERAL


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DIAFRAGMA RIGIDO

En los análisis es usual considerar como hipótesisbásica la existencia de una losa rígida en su plano,que permite la idealización de la estructura comouna unidad, donde las fuerzas horizontales aplicadaspueden distribuirse en las columnas y muros deacuerdo a su rigidez lateral, manteniendo todas unamisma deformación lateral para un determinadonivel.


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DIAFRAGMA RIGIDO


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El Diseño en Concreto

Armado:En el diseño por flexión buscar la falla por tracción,evitando la falla por compresión, limitando la cuantíade acero a valores que proporcionen ductilidadadecuada.En un elemento sometido a flexión y cortante, darmas capacidad por cortante buscando evitar la fallapor cortante, esta es frágil mientras que la falla porflexión es dúctil.


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7. ELEMENTOS ESTRUCTURALES


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8. PREDIMENSIONAMIENTO DEELEMENTOS ESTRUCTURALES


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Pre dimensionamiento 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 ladirección de las viguetas, es frecuente utilizar vigas

chatas


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Losas: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.


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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 enambas direcciones.


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Vigas:Dimensiones usuales de vigas:

L


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Columnas:Son elementos sometidos a carga axial y momentoflector, se debe considerar los efectossimultáneamente.

Si se trata de Edificaciones con un buen número depisos, se busca una sección tal que la carga axial enservicio produzca un esfuerzo de compresión delorden de 0.45 f´c.


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Columnas:Si se trata de edificaciones de pocos pisos y deluces importantes, se busca una sección con másperalte en la dirección donde el momento es crítico.

Se recomienda los siguientes criterios de predimensionamiento:


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Columnas:Para edificios que tengan muros de corte en las dosdirecciones, tal que la rigidez lateral y la resistenciavan a estar principalmente controladas por los muros,las columnas se pueden dimensionar suponiendo unárea igual a:Área de columna = P(servicio) / 0.45f`c Para el mismo tipo de edificio, para las columnas conmenos carga axial, como es el caso de las exterioreso esquineras, se podrá hacer con un área igual a:Área de columna = P(servicio) / 0.35f`c


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Columnas:Para edificios aporticados íntegramente, para lo cualse recomienda no exceder de 3 o 4 pisos, deberíadimensionarse mediante alguna estimación delmomento de sismo, demostrando la experiencia queel área necesario estará entre 1000 y 2000 cm2.(35x35, 40x40, 25x50, 30x60, 30x50, circulares de 40 o50 cm de diámetro)

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