Cuaderno de Repaso de predimensionamientos en acero estructural. Componentes básicos y gráficas.

REPASO DEL CURSO DE SISTEMAS ESTRUCTURALES 3 (parte de acero estructural) Características del material y predimensionamientos básicos.

PARA LA CLASE DE SISTEMAS ESTRUCTURALES 4 (Sistemas Estructurales Livianos) Sección ingeniero Stolz MA 2022

1)

Diagramas de esfuerzo – deformación de la madera versus el acero estructurales. Comportamientos ante las cargas aplicadas. Esfuerzos en la zona elástica. Zonas de transición. Esfuerzos de rotura. Estructuras isostáticas.

3

2)

Cálculo de efectos internos: V, M, deflexiones para sistemas de vigas hiperestáticas. Método de los coeficientes.

3

MÉTODO DE LOS FACTORES EN VIGAS CONTINUAS: CARGAS UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS EN TODOS LOS TRAMOS E IGUALES.

VIGA DE DOS TRAMOS Y TRES APOYOS

VIGA DE TRES TRAMOS Y CUATRO APOYOS

5

VIGA DE CUATRO TRAMOS Y CINCO APOYOS

3

6

ILUSTRACIÓN DEL MÉTODO: VIGA CONTÍNUA DE DOS TRAMOS Y TRES APOYOS. Carga w = 200 lb/pie Claro libre = 30 pies

200

A

RA=225 0

30 pies

C

B RB=750 0

30 pies

RC=2250

VBd=+3750

VA=2250

VBi=-3750 11.25 MAB=12600

18.75

18.75

VC=-2250 11.25 MBC=12600

JUSTIFICACIÓN

REACCIONES (lb): RA = RC = 0.375 x 200 x 30 = 2,250 lb RB = 1.25 x 200 x 30 = 7,500 lb comprobación: (-200 x 60) + 2250 + 2250 + 7500 = 0

FUERZAS CORTANTES (lb): VA = VC = 0.375 x 200 x 30 = 2,250 lb (considerado en valor absoluto) VB IZQUIERDA = VB DERECHA = 0.625 x 200 x 30 = 3,750 lb comprobación: |VB IZQUIERDA| + |VB DERECHA| = RB = 3,750+3,750=7,500 lb MOMENTOS FLEXIONANTES (lb-pie): MA = MC = 0 (por las condiciones de apoyo) MAB (a 11.25 izq) = MBC (a 11.25 der) = 0.07 x 200 x 30 x 30 = 12,600 lb-pie MB (negativo: tensión arriba) = 0.125 x 200 x 30 x 30 = -22,500 lb-pie

MB= -22500 22.50

0 = 0 equilibrio

DEFLEXIONES (pulgadas o pies): ΛA = ΛC = 0 (por las condiciones de apoyo) DEFLEXIÓN MÁXIMA donde V=0 = M máx Λ = [(0.0057 x 200 x 30 x 30 x 30 x 30 /12)]/EI = 76,950 / EI E (lb/plg²) e I (plg⁴)

3)

Generalidades del acero estructural. Marco histórico de fabricación y aplicación. Características físico-químicas del material. Comportamiento en la curva de esfuerzo – deformaciones unitarias. Pruebas de laboratorio (Estricción). Predimensionamientos básicos de elementos estructurales.

Home Insurance Estados Unidos

Crystal Palace Inglaterra

1885

1857

(Fin de la Prehistoria)

1200

EDAD DEL HIERRO

EDAD DEL BRONCE

3500

0

1824

1851

1874

Tokyo Skytree

Rand McNally Estados Unidos

18901900 1889

1903

Siglo XX

1972

2011

RI 1760 - 1840

Eads Bridge Estados Unidos La 1ª en acero estructural

Torre Eiffel Francia WTC Estados Unidos

CRONOLOGÍA CR 1824: CP Aspdin 1857: As corrugado 1900: Villa Hennebique 1903: Ingalls Building

El acero estructural

9

Características básicas del acero al carbono.

A36: Formas estructurales y placas Acero de Construcción (estructural), Inoxidables, eléctricos, otros.

Tipos

Hierro98%, Carbono 0.25-0.29%, silicio 0.28%, manganeso 1.03%.

99% del acero producido por la

CONTEXTO

Acero Estándar EU

y la fragilidad en frío. Reduce la tenacidad y y la ductilidad.

Acero corrugado para concreto reforzado y construcción en acero.

aleación alta Resistencia) A572, A913, A992, otros.

Propiedades mecánicas

Al carbono

humanidad, ha sido reciclado.

Aumenta la resistencia a Tensión,

A53: Tubería y tubería structural, (baja

E mín= 250 Mpa Límite de Resistencia:

400-550 Mpa Aumento de carbono

Construcción

Soldabilidad

Tipos de perfiles

Megapascales divididos por 0.007 para obtener lb/plg²

Admite muy bien la soldadura.

1. Comenzaremos por visualizar la prueba de tensión en el acero y el aluminio y en la Máquina Universal de prueba de esfuerzos: determinar las características importantes de la curva obtenidas del ensayo Esfuerzo – deformación unitaria.

2. Los integrantes de la clase identifican las diferencias entre los dos metales.

DIAGRAMAS DE ESFUERZO – DEFORMACIÓN UNITARIA DEL ACERO

¿Cuál es el nombre de cada uno De los puntos señalados?

Tipos de aceros

fu512 fy512 fu50 fy50 fu36

Λσ

fy36

Λɛ

E = Λσ / Λɛ = 29, 000, 000 lb/plg²

¿Qué diferencias existen entre los tres aceros?

MARCO DE BODEGA

FULLER MOORE

BÓVEDA

ARMADURAS PARA TECHO

FULLER MOORE

JOIST DE ALMA ABIERTA

ARMADURA O JOIST PLANO

FULLER MOORE

JOIST REFORZADOS

ARCO DE ACERO

FULLER MOORE

METAL DECK

PLACA DOBLADA

FULLER MOORE

VIGA TIPO I O WF WIDE FLANGE O DE PATÍN ANCHO

DOMO GEODÉSICO

FULLER MOORE

PARQUEO URL Rodas 2018

ALLEN & IANO Rodas 2018

METAL DECK d

f

d

L= 9 pies: carga alta límite inferior f=3” y d=6” L= 9 pies: carga baja límite inferior f=2” y d=4”

ALLEN & IANO

f

ALLEN & IANO

Vigas principales (28 – 30 plg peralte dependiendo de la Luz y tipos de cargas (livianas o pesadas)

ALLEN & IANO

4.50 m

WF = W = Patín ancho = peralte de la pieza

ALLEN & IANO

patín

ALLEN & IANO

ALLEN & IANO

CASTILLO GANDICA

CASTILLO GANDICA

CASTILLO GANDICA

cm