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Análisis Estructural 2

Juan Calderón Spanish

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Sistemas Estructurales
- Identificación del tipo de sistema estructural
  - Dual
    - Si no cumple restricciones
      - Combinado
      - a)
        Pórtico resistente a momentos
        Cargas verticales (principalmente)
      - b)
        Diagonales o muros de carga
        Puede ser ambos al mismo tiempo
        Cargas horizontales (principalmente)
      - c)
        En todos los niveles de la estructura
        Condiciones de diseño
        Pórtico
        mínimo 25% del cortante sísmico
        Combinados
        resistir el 100% del cortante sísmico
  - Muros de carga
    - Muros de carga (estructurales)
      - (Opcional) Pórticos diagonales
  - Combinado
    - Pórtico no resistente a momentos
      - + pórticos con diagonales o muros estructurales
      - Combinado a)
    - Pórtico resistente a momentos
      - + pórticos con diagonales o muros estructurales
      - Combinado b)
- Consideraciones
  - Muchos pernos en las uniones
    - Pórtico resistente a momentos
  - Ménsuia
    - No resistente a momentos
- Tabla A.3-1 hasta A.3-4 Valores para Sistema estructurales
  - Restricciones y coeficiente
    - R0: Coeficiente de disipación de energía
      - Menor según la rigidez del material
    - Ω0:
    - Altura limitada por zona sísmica
- Definición
  - Ensamblaje de miembros o elementos independientes para conformar un cuerpo único cuyo objetivo es darle solución (cargas y forma) a un problema civil determinado.
    - Constituye el soporte básico, armazón o esqueleto de la estructura total y este transmite las fuerzas actuantes a sus apoyos
      - Garantizando
        Seguridad
        Riesgos
        Durabilidad
        Cumpla NSR 10
        Funcionalidad
        Cumpla la función para la que fue construida
        Economía
        Cumplir seguridad y funcionalidad al menor costo
- Sistemas Estructurales A.3.2
  - Muros de carga A.3.2.1.1
    - Cargas verticales
      - Muros de carga
    - Fuerzas Horizontales
      - Muros estructurales
      - Pórticos con diagonales
  - Combinado A.3.2.1.2
    - a)
      - Cargas verticales
        Pórtico no resistente a momentos, completo
      - Fuerzas horizontales
        Muros estructurales
        Pórticos con diagonales
    - b)
      - CV y FH
        Pórtico resistente a momentos, completo
        No cumple Dual
        Muros estructurales o pórticos con diagonales
  - Pórtico A.3.2.1.3
    - CV y FH
      - Pórtico espacial resistente a momentos, completo
  - Dual A.3.2.1.4
    - pórtico espacial resistente a momentos y sin diagonales, combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales.
      - Requisitos
        a)Pórtico espacial
        Capaz de soportar Cargas verticales (principalmente)
        b) Fuerzas horizontales
        Combinación
        Muros estructurales
        Pórticos con diagonales
        pórtico resistente a momentos
        DES: capacidad Especial de Disipación de Energía
        Concreto reforzado o acero estructural
        DMO: capacidad moderada de disipación
        Concreto reforzado
        DMI: capacidad Mínima de Disipación de Energía
        Acero estructural
        Actuando Independiente
        Capaz de resistir mínimo
        25% Cortante sísmico de la base
        c) Los dos sistemas
        Deben diseñarse de tal manera que en conjunto
        Capaces de resistir
        Totalidad del cortante sísmico
Ingeniería estructural
- Definición
  - Objetivo
    - General
      - Identificar, estudiar alternativas, seleccionar, analizar y verificar resultados de la solución estructural a un problema ingenieril, teniendo presentes los criterios
        Diseño estructural completo
        Etapa de análisis
        Etapa de diseño
        Seguridad
        Funcionalidad
        Economía
    - del Análisis
      - Determinar fuerzas internas y deformaciones de una estructura sobre la base de:
        Forma dada a la estructura
        Tamaño y propiedades del material usado en los elementos
        Cargas aplicadas
    - del Diseño
      - Selección de:
        Forma de los materiales
        Detallado de los componentes que conforman el sistema
        Dimensión
        Conexión
        Refuerzo
- Etapas
  - Diseño preliminar
    - Estimaciones iniciales
      - Dimensiones
      - Materiales
    - Análisis
      - Se encuentran
        Cargas actuantes
        Fuerzas internas
        Deformaciones
      - Optimización
        Se replantea
        Dimensiones
        Materiales
        Diseño
        Se verifica
        Resistencias
        Se hace detallado
        Costo mínimo para diseño final
- Etapas de desarrollo de un proyecto
  - Planeación
    - Se identifica
      - Problema a solucionar
    - Se presenta
      - Alternativas generales de solución
    - Diseño preliminar
      - General
      - Evaluación de alternativas
        Diferentes
        Sistemas estructurales
        Geometrías
        Materiales
        Análisis
        Fuerzas
        Deformaciones
        Evaluación
        Cargas o Fuerzas actuantes
        Modelación
        Real
        Abstracta
        Resolución del modelo
        Fuerzas internas
        Conexiones
        Uniones
        Diseño
        Detallado y dimensionamiento
        Elementos
        Resistir fuerzas actuantes
        Construcción
        Materialización de lo planteado
  - Ingeniero estructural
    - Responsable
      - Evaluación de alternativas
      - Análisis
      - Diseño
    - Participa en todas las etapas
- Tipos de estructuras
  - Reticulares (frame)
    - Se componen por:
      - Barras Rectas
        Unidos en sus extremos por:
        Pasadores
        Soldadura
      - Barras Curvas
  - Placa o cascaron (Shell)
    - Se componen por:
- Elementos estructurales más comunes
  - Elemento tipo:
    - Cable
      - No posee rigidez para soportar
        Esfuerzos a:
        Flexión
        Compresión
        Cortante
      - bajo su propio peso
        Adquiere forma del diagrama de momentos
        al encontrar las fuerzas internas en cualquiera de sus puntos
        Momento = 0
        Solo presenta componente de tracción
    - Columna
      - Elemento con:
        2 dimensiones pequeñas
        1 dimesión grande
      - Cargas aplicadas
        Principalmente paralelas al eje del elemento
        Sometido principalmente
        Fuerzas axiales
    - Viga
      - Cargas aplicadas
        Principalmente perpendiculares al eje del elemento
        Sometido principalmente
        Esfuerzos internos
        Flexión
        Ơ=M*c/I
        Donde:
        M: Momento
        c: distancia a la fibra de análisis
        I: Inercia transversal
        Cortante
        τ=V*Q/I*t
        Donde:
        Q: Primer momento de área respecto al eje centroidal
        V: Fuerza cortante
        t: Ancho de la viga
        I: Inercia de la sección transversal
      - Elemento con:
        2 dimensiones pequeñas
        1 dimensión grande
    - Arco
      - Comportamiento similar
        Cable invertido
        Aunque
        Rigidez y resistencia
        Flexión
        notable
        Cargas asímetricas
        Debe tornarse más grueso
      - Por su forma
        Esfuerzos
        Compresión
        + Significativos
        Flexión
        Corte
    - Cercha
      - Área transversal pequeña
      - Sometido a
        Cargas netamente axiales
        Aplicadas en:
        Los nudos
        Soporta fuerzas:
        Tracción
        Compresión
        Exige conexiones a
        Otros elementos o soportes
        por medio de rotulas sin rozamiento
        aunque puede contruirse
        Uniones rígidas
        Cambio de geometría
        Deformaciones
        "Tensiones axiales no se disipan"
        Esfuerzos de flexión
        Tan pequeños que:
        No se toman en cuenta
    - Cascaron
      - Rígidos
        Placas
      - Flexible
        Membranas
        No soporta
        Esfuerzos de flexión
        Netamente a tracción
    - Muro
      - 2 Dimensiones
        Muy grandes
      - 1 dimesión
        Muy pequeña
      - Cargas actuantes
        Paralelas a
        Las 2 dimensiones grandes
        Principalmente a cortante
        Aptos para soportar
        Cargas axiales
        siempre que
        No haya pandeo
·
- Norma NSR 10
  - Diseño, construcción, supervisión técnica en el territorio de Colombia
    - Sometido a:
      - Ley 400 de 1997
      - Ley 1229 de 2008
      - Reglamento NSR 10
      - Resoluciones expedidas por la "Comisión Asesora Permanente del Régimen de Construcciones Sismo Resistentes" del Gobierno Nacional, adscrita al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, y creada por el Artículo 39 de la Ley 400 de 1997
  - Título
    - A
      - Consideraciones generales de diseño
      - A.1.2.2.2
        Una edificación diseñada siguiendo los requisitos de este Reglamento, debe ser capaz de resistir, además de las fuerzas que le impone su uso, temblores de poca intensidad sin daño, temblores moderados sin daño estructural, pero posiblemente con algún daño a los elementos no estructurales y un temblor fuerte con daños a elementos estructurales y no estructurales pero sin colapso.
    - B
    - C
    - D
    - E
    - F
    - G
    - H
    - I
    - J
    - K
  - Objeto A.1.2.2.1
    - "Reducir a un mínimo el riesgo de la pérdida de vidas humanas, y defender en lo posible el patrimonio del Estado y de los ciudadanos."

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Description: Mind Map on Análisis Estructural 2, created by Juan Calderón on 17/10/2021.
Created by: Juan Calderón
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