metodo slop

UNIVERSIDAD DE HUANUCO “En los pequeños detalles de nuestra vida, están los grandes Descubrimientos Asombroso “

Análisis estructural I – Slop deflectión Página 1

INGENIER

IA CIVIL

PRESENTACION

El curso de ANALISIS ESTRUCTURAL Itiene como uno de sus objetivos de enseñar

al estudiante de Ingeniería Civil, de manera eminentemente práctico el cálculo de resistencia,

rigidez, estabilidad, durabilidad de una estructura en el diseño de: Vigas, pórticos, arcos,

losas, placas, bóvedas, cúpulas, cascarones, reservorios, puentes, cables, estructuras, con el

fin que nuestros diseños propuestos sean a bajo costo, de calidad,funcionable en el tiempo y

resistente ante un eventual sismo.

En esta oportunidad, mostramos el informe del resultado del experimento realizado

de una maqueta en el ANALISIS DE UN PORTICO CON UNA COLUMNA DE DOBLE ALTURA.

A través de este informe se pretende demostrar de forma práctica:

La deformada del pórtico con una columna de doble altura.

Los puntos de concentración de mayor esfuerzo.

La fractura que experimenta según las cargas que son sometidas.

Comprobar la rotura que experimenta según el cálculo del diagrama de momento

flexionante y cortante.



INGENIER

IA CIVIL

INTRODUCCIÓN

La finalidad del análisis global de pórticos es obtener la distribución de los esfuerzos

y los correspondientes desplazamientos de la estructura sometida a una carga dada. Para

conseguir este propósito es necesario adoptar modelos adecuados, basados en varias

suposiciones que incluyen tanto el comportamiento geométrico de la estructura y sus

elementos como el comportamiento de las secciones y las uniones. Estas comprobaciones

dependen del tipo de análisis realizado y del tipo de verificación de las secciones (es decir, el

criterio de estado límite último) adoptado.En general la comprobación ante cada estado

limite se realiza en dos fases: determinación de los efectos de las acciones (esfuerzos y

desplazamientos de la estructura) y comparación con los correspondientes estados límites.

Son admisibles los siguientes procedimientos:

1) Los basados en métodos incrementales que, en régimen no lineal, adecuen las

características elásticas de secciones y piezas al nivel de esfuerzos actuantes.

2) Los que se basan en métodos de cálculo en capacidad. Por ejemplo para el dimensionado

de las uniones se puede partir no de los esfuerzos del análisis global sino de los máximos

esfuerzos que les transmitan las piezas a conectar.



INGENIER

IA CIVIL

DEDICATORIA:

A nuestros padres, docentes y a nuestra Alma Mater UDH, que hacen

lo posible que segamos adelante y a la vez forjándonos como futuros

profesionales de Ingeniería Civil.

Dedicamos estas modestas palabras como símbolo de nuestra gratitud y estima personal.



INGENIER

IA CIVIL

CAPITULO II

MARCO TEORICO

¿QUE ES UN PÓRTICOS?

Un pórtico es un sistema estructural de una sola planta con uno o varios vanos y constituido

por barras rectas (vigas ypilares).



INGENIER

IA CIVIL

HIPÓTESIS DE CÁLCULO.

• Los desplazamientos son muy pequeños respecto a las dimensiones de las barras del

pórtico (la geometría no cambia).

• El acortamiento de las barras debido a las flexiones es un infinitésimo de 2º orden

comparado con otras deformaciones

• Es aplicable el principio de superposiciónporquebajocualquiera de las cargas el

comportamiento es elástico-lineal.

• El efecto del esfuerzo cortante en losdesplazamientos y giroses despreciable.

• El efecto de la deformación axial es despreciable para los pórticos que, por definición,

tienen un solo nivel.



INGENIER

IA CIVIL

MÉTODO DE LAS DEFORMACIONES

CONSIDERACIONESGENERALES.

Las estructuras sufren en general al estar sometidas a un estado de solicitaciones, un

estado de deformaciones, como consecuencia de un

estado de cargas.

Así las distintas partes que conforman la estructura

tendrán en general traslaciones y rotaciones que

conformaran el estado de deformación de la

estructura, dependiendo el mismo del tipo de

estructura, sus características geométricas y elásticas

y del estado de cargas.

Veamos que sucede con un pórtico plano sometido a esfuerzos normales, de corte y

Momentos flector ese fin de plantear su resolución por el Método de las Deformaciones.

A cada estado de deformación corresponde un estado de solicitación, por lo cual a partir

de aquellas podemos calcular estas últimas.

Llamaremos ahora la atención sobre consideraciones que debemos tener en cuenta

para la aplicación del método que desarrollaremos, en el cual estudiaremos que ocurre

con una barra genérica que forma parte de la estructura, definiendo

características y convenciones de signos a utilizar. Con referencia a estos últimos no

existe unanimidad; en el curso trataremos de utilizar convenciones generales que luego

adaptaremos a los distintos casos Llamaremos ahora la atención sobre

consideraciones que debemos tener en cuenta para la aplicación del método que

desarrollaremos, en el cual estudiaremos que ocurre con una barra genérica que forma

parte de la estructura, definiendo características y convenciones

de signos a utilizar.



INGENIER

IA CIVIL

Método Slope& Deflection

El método pendiente - deflexión se basa en expresar los momentos de los extremos de los

miembros de estructuras estáticamente indeterminada en función de los giros y

deflexiones observadas en los nudos, teniendo como supuesto que si bien los nudos pueden

girar o deflectarse, los ángulos entre los elementos que convergen en el nudo se mantienen

constantes.

Este método considera sólo el efecto de la flexión sobre los elementos y omite el efecto del

corte y axial.

Este método es adecuado para el análisis de estructuras pequeñas, corresponde a un caso

especial del método de las deformaciones o rigideces y proporciona una muy buen

aproximación inicial para presentar la formulación matricial del método de la rigidez.

Este método presenta además la ventaja de proporcionar de manera inmediata un primer

esbozo de la deformada.

A fin de presentar las ecuaciones que definen este método considere el siguiente elemento

estructural ubicado éntrelos puntos A y B:

Si descomponemos los esfuerzos reales originados solo por las cargas externas

impidiéndolos giros y desplazamientos en los extremos y aquellos generados por estas

deformaciones, se puede afirmar que los valores totales de los momentos en los extremos

(MAB y MBA) deberá considerar el efecto de:



INGENIER

IA CIVIL

1. Los momentos de empotramiento (Me AB y Me BA) debidos a las cargas externas,

que es posible calcular mediante los teoremas de Mohr o son fáciles de encontrar

tabulados.

2. Los momentos generados por los giros en los nudos Ay B.

2. Los momentos originados por la rotación de la cuerda o ambos extremos sufren un

desplazamiento.

Si conocemos los momentos generados en los extremos (MAB y MBA), es

posible calcular por el 2º Teorema de Mohr los giros que los originan.

2. Los momentos originados por la rotación de la cuerda o ambos extremos sufren un

desplazamiento.



INGENIER

IA CIVIL

3. Para el caso de una viga doblemente empotrada, los momentos en los apoyos y las

fuerzas cortantes se determinarán por las siguientes fórmulas:

UNIVERSIDAD DE HUÁNUCO “En los pequeños detalles de nuestra vida, están los grandes Descubrimientos Asombroso “

ANALISIS ESTRUCTURAL I - METODO ESLOP DEFLEXION Página 10

INGENIERI

A CIVIL

La solución del sistema de ecuaciones permite determinar los ángulos de giro y

desplazamientos lineales de los nudos del pórtico dado, los cuales a su vez permitirán

graficar los diagramas finales de fuerzas internas para el pórtico hiperestático dado.



INGENIERI

A CIVIL

CAPITULO II

ESPECIFICACIONES DEL TRABAJO EXPERIMENTAL

I. ASUNTO: ANALISIS DE UN PORTICO CON UNA COLUMNA DE DOBLE

ALTURA, de una edificación de 88 m2, que contiene 02 aulas, 01 pasadizo y una escalera.

II. OBJETIVO:

A través de este informe se pretende demostrar de forma práctica:

OBJETIVO GENERAL

Comprobar la rotura que experimenta según el cálculo del diagrama de

momento flexionante y cortante.

OBJETIVO ESPECIFICO

Los puntos de concentración de mayor esfuerzo.

La deformada del pórtico con una columna de doble altura.

La fractura que experimenta según las cargas que son sometidas.



INGENIERI

A CIVIL

III. MATERIALES USADOS PARA LA ELABORACIÓN DE LA MAQUETA:

3.1 Un pórtico de madera 3.2 Dos poleas metálicas. 3.3 Balanza de reloj. 3.4 Arena o hormigón 3.5 Bolsa de arena de 2kg, 01 kg y 07 kg de Arena 3.6 Soga 5m 3.7 02 Baldes de 18 litros 3.8 01 Paquete de bolsa de 02 kg.



INGENIERI

A CIVIL

IV. COSTO DE LA MAQUETA:

MATERIAL COSTO CANTIDAD COSTO

TOTAL

Un pórtico de madera 30.00 01 30. 00

poleas metálicas 7.00 02 14.00

Balanza de reloj (Alquilado)

5.00 01 5.00

Latas de Arena o hormigón 2.50 el lata 05 latas 12.50

Soga

0.80 el

metro 5 m 4.00

COSTO TOTAL : 65.00

V: DIAGRAMACIÓN DE LA MAQUETA:



INGENIERI

A CIVIL

VI. PROCEDIMIENTO DEL DISEÑO DEL PORTICO: 6.1 Para determinar las dimensiones de la viga se uso la siguiente relación según

norma: Altura del peralte de la viga (h) = 7L /10, 7L /12 , 7L /14, Se utilizo el promedio de la relación: 7L /12 h = (7*4.48m)/12 = 0.4 m Base = 0.3 m 6.2 Para determinar las dimensiones de la columna:

En el diseño de nuestra edificación se tomo en cuenta las fuerzas del

sismo, por lo cual según reglamentó lo indica que la sección de nuestra

columna debe tener un área mínimo de 1000 cm2.

Estableciéndose para nuestro diseño una sección de área de: 0.35m x

0.30 m

6.3 A continuación mostramos la diagramación del diseño del pórtico

VII. PROCEDIMIENTO DEL CÁLCULO DE METRADO DE CARGAS ACTUANTE EN EL PORTICO DE UNA COLUMNA DE DOBLE ALTURA:



INGENIERI

A CIVIL



INGENIERI

A CIVIL

VISTA DEL AREA TRIBUTSRIS EN 3D DEL DISEÑO

PROPUESTO



INGENIERI

A CIVIL

AREA TRIBUTARIA EN 2D



INGENIERI

A CIVIL



INGENIERI

A CIVIL

VIII. PROCEDIMIENTO DEL CÁLCULO MATEMÁTICO PARA DETERMINAR EL DIAGRAMA DE: REACIONES, FUERZAS CORTANTES Y MOMENTO FLECCIONANTE.



INGENIERI

A CIVIL



INGENIERI

A CIVIL

IX. PROCEDIMIENTO DE LA APLICACIÓN DEL ENSAYO DE LA MAQUETA 10.1 Se dispone la maqueta con dos poleas fijas suspendido en un listón que estará ubicado en un extremo, de dicho polea transmitirá la fuerza horizontal que se jalará mediante una soga sujetada en un balde de 18 litros por separado en cada polea hacia los nudos donde se consideró la fuerza del sismo.



INGENIERI

A CIVIL

10.2 Para representar las cargas actuantes en nuestra maqueta a escala 1/10 se procedió el siguiente criterio. - Se tomo como el 100% al peso de la viga BE.

- Se considero en la experiencia en relación como base de 2kg en la viga BE.

- Viga CF igual a 0.7 kg equivalente al 35%

- Viga FH igual a 0.7 kg equivalente al 35%

- Fuerza del cismo 1kg equivalente al 48 %



INGENIERI

A CIVIL

10.3 Una vez habilitado nuestra maqueta se procedió cuidadosamente en cada

experiencia apilonar en toda sacos de arena sobre la viga y en el balde según se

detalla en el siguiente cuadro y foto.



INGENIERI

A CIVIL



INGENIERI

A CIVIL

ARENA

CARGA DISTRIBUIDA FUERZA DEL

SISMO DESPLAZAMIENTO

BARRA AC DESPLAZAMIENTO

BARRA HG

VIGA NUDO LINEAL LINEAL

BE CF FH B C Δ1(cm) Δ2(cm)

PESO

2 0.7 0.7 1 1 EN KG

PESO

4 1.4 1.4 2 2 EN KG

PESO 6 2.1 2.1 3 3

EN KG

PESO

8 2.8 2.8 4 4 EN KG

PESO

10 3.5 3.5 5 5 0.5 0.25 EN KG

PESO

12 4.2 4.2 6 6 EN KG

PESO

14 4.9 4.9 7 7 EN KG

PESO

16 5.6 5.6 8 8 EN KG

PESO

18 6.3 6.3 9 9 EN KG

PESO

20 7 7 10 10 1 0.5 EN KG

PESO

22 7.7 7.7 11 11 EN KG

PESO

24 8.4 8.4 12 12 EN KG

PESO

26 9.1 9.1 13 13 EN KG

PESO

28 9.8 9.8 14 14 EN KG

PESO

30 10.5 10.5 15 15 1.5 0.75 EN KG

PESO 32 11.2 11.2 16 16

CUADRO N° 01



INGENIERI

A CIVIL

EN KG

PESO

34 11.9 11.9 17 17 EN KG

PESO

36 12.6 12.6 18 18 EN KG

PESO

38 13.3 13.3 19 19 EN KG

PESO

40 14 14 20 20 2 1 EN KG

IX. ANALISIS DEL EXPERIMENTO

Se observó que el desplazamiento lineal de la barra “HG” experimenta la mitad del desplazamiento lineal de la barra “AC”, según se muestra en el cuadro 01 mencionado.



INGENIERI

A CIVIL



INGENIERI

A CIVIL

A medida que se incrementaba pesas en los dos baldes y cargas al pórtico, se observó la falla en los siguientes puntos, como se muestra en las siguientes fotografías.



INGENIERI

A CIVIL

FALLA

EN

NUDO B



INGENIERI

A CIVIL

ROTURA

PROXIMO AL

EMPOTRAMIENTO

“A”



INGENIERI

A CIVIL

A

ROTURA

PROXIMO AL

EMPOTRAMIENTO

“A”



INGENIERI

A CIVIL

XI. RECOMENDACIONES.

Para el diseño de pórticos se recomienda hacer uso de la Norma técnica Peruana (NTP), E-0.2O

Se recomienda fijar una regla de forma vertical en los puntos en donde se va realizar el desplazamiento lineal de la barras.

Usar poleas fijas para transmitir las fuerzas de

Forma horizontal que simula a las fuerzas de los Sismos.

Se recomienda usar una balanza de reloj para su Mayor precisión para pesar las cargas.

Se recomienda utilizar pesos homogéneos.



INGENIERI

A CIVIL

CAPITULO III

ANALISIS DE PORTICOS EN NUESTRO MEDIO.

En caso que ocurriera un sismos, las ondas sísmicas llegaran por la parte

de menor medida (perpendicular al eje de los pórticos) esto se afectaría en

mayor escala a falta de rigidez en este eje. que da por la escalera.



INGENIERI

A CIVIL

. Se puede observar en esta vista que solo presenta una placa en la sección más larga

(pasillo) y no se planteó en la sección transversal. Solo en los ejes centrales en forma de “T” lo cual permitiría absorber las ondas sísmicas o impedir mayores daños.



INGENIERI

A CIVIL

metodo slop

Documents