PORTAFOLIO EST RUCTURAS III CLAUDIA CHÁVEZ
721
PROFESOR: FELIX ICOCHEA AGUIRRE
20180424
Facultad de Ingeniería y Arquitectura
Carrera de Arquitectura - Área de Construcción y Estructuras Ciclo 2021-1
2021-1
Claudia Chávez claudiachaveza00@gmail.com +51975531375
TABLA DE
CON TENIDOS T01
Identificación de los diferentes tipos de elementos estructurales
T02
Metrado de cargas de estructuras aporticadas
PC1
Práctica calificada 1
T03
Predimensionamiento de viga o tijeral
T04
Selección del perfil metálico para viga de alma llena y tijeral según el método LRFD
PC2
Práctica calificada 2
T05
Investigación sobre edificios a gran altura
PC3
Práctica calificada 3
T06
Selección del perfil metálico para columnas a compresión según el método LRFD
T07
Esquema 3D de una conexión de estructura metálica
CG1-CG6
CG8-CG10
CG8
CG8-CG10
CG1-CG8
CG8
CG1-CG6
CG8
CG1-CG8
CG8
T01
TAREA 01 CG1-CG6
T01
IDEN TIFICACIÓN
ELEMEN TOS ESTRUCTURALES
ESTRUCTURAS METÁLICAS APORTICADAS Este sistema de estructura metálica está compuesto por vigas, columnas de acero y losas elaboradas a base de láminas metálicas. Todas estas piezas son fabricadas en un taller para posteriormente ser trasladadas al lugar de uso. Ventajas: -Mayor altura -Construcciones más livianas -Posibilidad de construir en un terreno con poca capacidad de soporte -Permiten aberturas rectangulares útiles. Desventajas: -Mano de obra especializada costosa y escasa Additi offices, Kraft Ar
ESTRUCTURAS METÁLICAS COLGADAS Son aquellas estructuras que se basan en la utilización de cables o tirantes unidos a soportes muy resistentes, funcionando a tracción para aguantar el peso de otros elementos. Los tirantes estabilizan la estructura y son mayormente empleados para la construcción de diferentes tipos de puentes. Ventajas: -Peso propio reducido. -Mayor velocidad de elevación. -Mayor seguridad. (Rotura progresiva) Desventajas: -Exigen poleas y tambores más grandes. -Falta de rigidez. Millau Viaduct, Francia
ESTRUCTURAS METÁLICAS DE CÁSCARA Son superficies curvas, que resisten, por su forma, las cargas de peso propio y las cargas exteriores mediante esfuerzos normales de compresión y/o tracción, uniformes en el espesor de la propia superficie.
Guggenheim, Nueva York
Ventajas: -Capaz de soportar grandes luces sin apoyos intermedios Desventajas: -Excesivo costo de mantenimiento. -Costo elevado en cuanto a equipo y personal disponible para el ensamble de sus piezas, además de exponer al personal a peligro al asegurar los acabados, mantenimiento y exposición al desgaste del acero hacia los civiles. -Dependen de sus apoyos principales, los cuales en caso de esfuerzo de tracción terminan por dejar a la estructura inhabilitada.
REFLEXIÓN Este ejercicio sirvió como una introducción al curso y a la vez reforzó conocimientos previos. Es importante investigar a fondo los distintos tipos de elementos estructurales y a la vez los distintos proyectos alrededor del mundo.
T02
TAREA 2 CG8-CG10
T02
METRADO DE CARGAS ESTRUCTURAS APORTICADAS
REFLEXIÓN Este ejercicio reforzó los conocimientos adquiridos en el curso de Estructuras II y fue fácil resolverlo con el repaso de la primera parte del curso.
PC1
PRÁCTICA CALIFICADA 1 CG8
PC1
PRÁCTICA CALIFICADA 1 SEMANAS 1-4
1. Realizar el metrado dicha viga. Asumir que la nave
colindante a
Datos: Peso propio= 10kg/m Peso de cubierta= 5 kg/m2 Peso instalaciones= 8 kg/m2 Sobrecarga Viva = 25kg/m2
SITUACIONES QUE
- Compartir o intercambiar - Conversar durante el desarrollo de la
N
:
en la sala virtual. Los profesores de la asignatura
1. Realizar el metrado dicha viga. Asumir que la nave
Datos: Peso propio= 10kg/m Peso de cubierta= 5 kg/m2 Peso instalaciones= 8 kg/m2 Sobrecarga Viva = 25kg/m2
colindante a
2.
3.
aporticadas
, explique
4.
5.
6.
estr determina.
7. sus elementos componentes. Grafique con un ejemplo su respuesta.
8.
Imagen 7.1
Imagen 7.2
que tiene cada una e idealizar
9. a. Pratt, Warren, Vierendell b. King Post, Fink, Scissors c. Cantilevered, Squared, lenticular d. Flat,Queen Post, Polynesian
10. En la siguiente imagen por favor describa los elementos estructurales que componen una nave aporticada:
REFLEXIÓN Se pudo resolver la práctica con los conocimientos adquiridos en clase. Era importante tener claros los conceptos ya que era una evaluación teórica..
TRABAJO 3
CG8-CG10
T03
T03
PREDIMENSIONAMIEN TO VIGA O TIJERAL
REFLEXIÓN Para este encargo tomé la decisión de desarrollar un tijeral. Este ejercició me ayudó a entender mejor el tema de predimensionamiento, pues no lo tenía muy claro al principio. Todo esto me llevo a elegir la luz y el peralte mostrados en el ejercicio.
T04
TAREA 4 CG1-CG8
T04
PERFIL METÁLICO PARA VIGA MÉ TODO LRFD
REFLEXIÓN Para la segunda parte del encargo sobre predimensionamiento se debía seleccionar el perfil metálico para una viga de alma llena utilizando el método LRFD. Gracias a este pude comprender mejor cómo se utiliza el Steel Construction Manual y según lo calculado, se logró escoger el mejor perfil metálico a emplear.
PC2
PRÁCTICA CALIFICADA 2 CG8
PC2
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PRÁCTICA CALIFICADA 2
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3
REFLEXIÓN Esta práctica ayudó a comprender los distintos elementos de una estructura metálica asi como las 4 fuerzas que actúan sobre estos en cada caso. Fue necesario aprender a convertir unidades como 4 ton-m a kips-ft y a la vez practicar la lectura de las tablas de los perfiles del AISC.
4
T05
TAREA 5 CG1-CG6
Willis Tower, Chicago IL, 1974
T05 -
Arquitecto: Skidmore, Ownings & Merrill (SOM) | Bruce Graham
-
INVESTIGACIÓN Número de pisos: 110
-
Altura: 442 metros, sin contar las antenas (527 máx)
EDIFICIOS DE GRAN ALTURA
Estructuras 3 - Tarea 05
Consiste un marco de aceroIL estructural WILLISenTOWER, CHICAGO, - 1974 que fue Willis Tower, Chicago IL, 1974 atornillado en la prefabricado en secciones y luego - Ownings Arquitecto: Skidmore, Ownings & Merrill (SOM) - Arquitecto: Skidmore, & Merrill (SOM) | Bruce Graham propia obra. El edificio fue pionero en el uso de | Bruce Graham de pisos: 110 - Número de pisos: 110- Número construcción mediante tubos estructurales agrupados Altura: 442 metros, sin (527 contar las antenas (527 máx) Altura: 442 metros, sin contar las antenas máx) entre sí. La torre está compuesta por nueve tubos Consiste en que un marco de acerosobre estructural que fue estructurales agrupados descansan cajones Consiste en un marco de acero estructural que prefabricado prefabricado en secciones y fue luego atornillado en en la de hormigón armado para descender el de secciones y luegopropia atornillado la propia El hasta edificio fue obra. en El edificio fueobra. pionero en el uso extracto del terreno. Los cajones están unidos mediante tubos tubos estructurales agrupados pionero en firme el uso construcción de construcción mediante estructurales entre sí.torre La torre compuesta por nueve tubos agrupados entreuna sí. Laestera está compuesta por nueve tubos entre sí por deestá hormigón armado. La estructurales agrupados que descansan sobre cajones estructuralesbásica agrupados que descansan sobre de hormiestructura desarrollada para estecajones programa de de hormigón armado para descender hasta el gón armado para descender hasta el extracto firme del terreno. la torre consta de firme nueve tubosLoscuadrados extracto del terreno. cajones están sin unidos Los cajones estánentre unidos entreuna sí estera por unadeestera de hormigón sí por hormigón armado. columnas de 23m por 23m en la base, formando un La armado. La estructura básicabásica desarrollada parapara esteeste programa de de estructura desarrollada programa marco de tubo celular. la torre consta de nueve tubos cuadrados sin columnas de 23m por la torre consta de nueve tubos cuadrados sin
23m en la base, formando marco de tubo columnasunde 23m por 23m celular. en la base, formando un marco de tubo celular. El revestimiento de construcción liviano está formado por un muro de cortina de vidrio El revestimiento construcción livianoyestá por un muro de cortina de sirve vidriocomo que reduce que reduce elde deslumbramiento, de formado aluminio negro y bronce que aislante El revestimiento de construcción liviano está formado por un muro de cortina de vidrio el deslumbramiento, y de aluminio negro y bronce que sirve como aislante entre la estructura inteentre la estructura interior y exterior para una temperatura relativamente reduce el deslumbramiento, y demantener aluminio negro y bronce que sirve como aislante rior y exterior paraque mantener una temperatura relativamente constante, lo que a su vez minimiza la entre la estructura interior y exterior para mantener una temperatura relativamente constante, lo que a su vez minimiza la expansión y contracción del marco estructural. expansión y contracción del marco estructural. constante, lo que a su vez minimiza la expansión y contracción del marco estructural.
Diagramas estructurales Fuente: Skidmore, Ownings & Merrill (SOM).
Diagramas estructurales
Fuente: Skidmore, Ownings & Merrill (SOM). Diagramas estructurales
Fuente: Skidmore, Ownings & Merrill (SOM).
-
Número de pisos:Renzo 72 Piano - Arquitecto: he Shard, Reino Unido, - Altura: 310 metros - Londres Número de pisos: 72
-
THE SHARD, REINO - Piano Altura: 310UNIDO, metros Arquitecto: Renzo
-
El principal elemento estructural es el núcleo de hormigón Número de pisos: - Arquitecto: Renzo72 Piano
-
LONDRES
enmetros centro edificio, que alberga los elevadores principal elemento estructural es el núcleo de hormigón - Número deelEl pisos: 72 del Altura: 310
- Altura: 310 metros en el de centro del edificio, que alberga los elevadores principales servicio, los ascensores y las escaleras de principales de servicio, los ascensores y las todas escaleras evacuación contra incendios, soportando las de
principal elemento estructural es el núcleoade el todasel las evacuación incendios, soportando principalElelemento estructural es de el núcleo de hormigón cargas laterales y contra las torsión lahormigón que es en sometido centro del edificio, que albergay los elevadores principales de cargas laterales las de torsión a la que es sometido el edificio. n el centro del edificio, que alberga los elevadores servicio, los ascensores y las escaleras de evacuación contra edificio. cargas laterales ymanera las de torsión rincipalesincendios, de servicio, los todas ascensores y las dea La soportando estructura se lasconfigura de escaleras decreciente la que es sometido el edificio. se configura de manera decreciente La estructura
vacuación
conforme aumenta susoportando altura. Al principio está las compuesta contra incendios, todas
conforme aumenta su rodeado altura. Al principio compuesta por unse núcleo central de conforme un está sistema de La estructura configura dea manera decreciente argas laterales y las de torsión la que es sometido el
núcleo central rodeado de un sistema de aumenta su por altura.unAl(apoyos principiocomplementarios) está compuesta porque un núcleo “Outriggers” distribuyen la central rodeado de un sistema de “Outriggers” (apoyos comple“Outriggers” (apoyos complementarios) que distribuyen la carga gravitatoria entre el núcleo y la estructura mentarios) que distribuyen la carga gravitatoria el núcleo carga gravitatoria entre el entre núcleo y lay estructura perimetral; después, partir los continúa el a estructura se configura dea amanera decreciente la estructura perimetral; después, partir de de los 9090 m.,m., continúa perimetral; después, a partir de los 90 m., continúa el núcleo hasta losy 160 m, y compuesta es partir de esta altura que será sólo el núcleo el núcleo reforzado hasta Al los 160 m, es aestá partir de aesta altura onforme aumenta sureforzado altura. principio núcleo reforzado hasta los 160 m, y es a partir esta altura que será sólo el núcleo que será sólo el central hormigón soporte hasta la de los central denúcleo hormigón el de que soporteellaque estructura 225 m. Desde ahí, se sustituye or un núcleo rodeado de sistema de hasta los 225 m. Desde ahí, se sustituye central hormigón el que soporte la estructuracentral hasta los de 225 m. Desde ahí, se un sustituye el estructura hormigón el hormigón armado por una estructura metálica, incorporando lo que se denomina armado por el una estructura metálica, lo que se hormigón armado porincorporando una distribuyen estructura metálica, incorporando lo que se denomina Outriggers” (apoyos complementarios) que la “armadura sombrero”, que resuelve elelmirador de remate. La cimentación se hunde 50 denomina “armadura sombrero”, que resuelve mirador de “armadura sombrero”, que resuelve el mirador de remate. La cimentación se hunde 50 arga gravitatoria entre núcleo y enla estructura remate.metros La cimentación seelhunde 50 metros el terreno. en el terreno.
dificio.
metros en el terreno.
erimetral; después, a partir de los 90 m., continúa el
úcleo reforzado hasta los 160 m, y es a partir de esta altura que será sólo el núcleo
entral de hormigón el que soporte la estructura hasta los 225 m. Desde ahí, se sustituye hormigón armado por una estructura metálica, incorporando lo que se denomina
armadura sombrero”, que resuelve el mirador de remate. La cimentación se hunde 50
metros en el terreno.
REFLEXIÓN Gracias a este ejercicio se aprendió sobre las distintas edificaciones de gran altura y a la vez se entendió cómo funcionan los núcleos estructurales. Se empleó la teoría revisada en clase para poder analizar casa edificio.
PC3
PRÁCTICA CALIFICADA 3 CG8
PC3
PRÁCTICA CALIFICADA 3 SEMANAS 9-11
PREGUNTA 01. (03 PUNTOS) EN LA IMÁGEN ADJUNTA SE APRECIA EL TIPO DE ESTRUCTURA CONSIDERADA PARA EL DISEÑO DE UN EDIFICIO A GRAN ALTURA. INDIQUE QUE TIPO DE ESTRUCTURA TIENE SEGÚN SU SISTEMA DE ARRIOSTRAMIENTO.
PREGUNTA 02. (06 PUNTOS) EN LOS GRAFICOS A CONTINUACIÓN SE MUESTRAN LA SECCION TRANSVERSAL Y ELEVACIÓN DE UNA COLUMNA METÁLICA (PARTE DE UN PÓRTICO), CONSIDERANDO QUE LA COLUMNA SE ENCUENTRA EMPOTRADA EN LA BASE Y ARTICULADA EN LA PARTE SUPERIOR, DETERMINAR LA CAPACIDAD DE CARGA AXIAL DE ACUERDO CON EL METODO LRFD. CONSIDERAR QUE LA COLUMNA TIENE UNA LONGITUD FISICA DE 19.57 METROS.
PROPIEDADES Ag = 196.96 cm2 rx = 26.67 cms. ry = 10.14 cms Acero A 36 Fy = 2,530 Kg/cm2 E = 2’000,000 Kg/cm2
2
ELEVACION LATERAL DE COLUMNA
PREGUNTA 03. (05 PUNTOS) PREGUNTA 03. (05 PUNTOS) EN EL PROBLEMA ANTERIOR, DETERMINAR LA CAPACIDAD DE CARGA AXIAL EN EL PROBLEMA ANTERIOR, DETERMINAR LA CAPACIDAD CARGA AXIAL CONSIDERANDO QUE SE TIENE UNA RESTRICCION DE DE DESPLAZAMIENTO CONSIDERANDO QUE SE TIENE UNA RESTRICCION DE DESPLAZAMIENTO LATERAL A 15 MTS. DE LA PARTE INFERIOR DE LA COLUMNA. LATERAL A 15 MTS. DE LA PARTE INFERIOR DE LA COLUMNA. CONSIDERAR QUE LA COLUMNA TIENE UNA LONGITUD FISICA DE 19.57 METROS. CONSIDERAR QUE LA COLUMNA TIENE UNA LONGITUD FISICA DE 19.57 METROS.
4
4
PREGUNTA 04. (6 PUNTOS) SE DESEA CONECTAR DOS PLATINAS METÁLICAS QUE CUENTAN CON LA SIGUIENTE SECCIÓN TRANSVERSAL: PLATINA 1, DE 110 X 12 MM PLATINA 2, DE 130 X 10 MM. PARA CONECTARLAS POR TRASLAPE SE EMPLEARÁ UNA HILERA DE PERNOS DE 19 MM DE DIÁMETRO. DETERMINE LA RESISTENCIA A TRACCIÓN DEL SISTEMA Y EL MODO DE FALLA. SE MUESTRAN LAS FÓRMULAS DE DISEÑO VISTAS EN CLASE. CONSIDERAR EL DIÁMETRO DE LAS PERFORACIONES CON 2 MM MÁS QUE EL DIÁMETRO DE LOS PERNOS. # #
Material: Acero
Resistencia de Diseño por Fluencia
ASTM A-36 Fy = 25.3 kg/mm2 Fu = 41.0 kg/mm2 #
Ptu = Øt x Fy x Ag Øt = 0.90 Ag = Área Bruta Resistencia de Diseño a la Fractura por Tensión
113cm
Pfu = Øt x Fu x Ae Øt = 0.75 Ae = Área efectiva
REFLEXIÓN Con esta evaluación se comprendió mejor el proceso de cada uno de los cálculos a realizar en cada caso para obtener una estructura resistente. A pesar de que faltó tiempo, aprendí a organizarme mejor.
5
T06
TAREA 6 CG1-CG8
T06
PERFIL METÁLICO PARA COLUMNAS COMPRESIÓN - MÉ TODO LRFD
REFLEXIÓN Esta tarea fue la continuación de la tarea 4. Al realizarla, la propuesta va tomando forma ya que cada vez se ve más completo, al tener seleccionados los perfiles de vigas y columnas. Además sigue reforzando la lectura de las tablas del AISC.
T07
TAREA 7 CG8
T07
DETALLE 3D
ANCLAJE DE VIGA
Columna de concreto 3 pernos 5/8” con arandela y tuerca Columna metálica (e= 1/2”) Acero A-36
Placa 5/8” (22.5 x 45.0) 3 pernos 5/8” con arandela y tuerca
Detalle de anclaje de viga metálica VM (8” x 16” x 1/2”)
REFLEXIÓN Este encargo me ayudó a mejorar la interpretación de detalles en 2D. Es de mucha ayuda levantar este tipo de detalles en 3D ya que mejora la comprensión y además se aprecian mejor pequeños detalles que no se ven en la elevación o corte.
CV
CLAUDIA MERCEDES CHÁV E Z A NGULO ESTUDIANTE DE ARQUITECTURA
FORMACIÓN
Estudiante de séptimo ciclo de la carrera de Arquitectura en la Universidad de Lima. Interesada en prácticas en las áreas de diseño y proyectos de arquitectura. Conocimientos de Autocad, Sketchup, Twinmotion, Revit, Photoshop, Illustrator y MS Office Avanzado.
2017 - Actualidad Pre - grado
Universidad de Lima
2011 - 2017 Secundaria
Colegio Villa María - La Planicie
2006 - 2010 Primaria
Colegio Villa María - Miraflores
PROGRAMAS
http://linkedin.com/in/claudia-chávez-7808541ba
Autocad 2D Sketchup Twinmotion Adobe Photoshop Adobe Illustrator Adobe Lightroom Revit Microsoft Office
claudiac_arq
IDIOMAS
INTERESES
Español Ingles
Dibujar Viajar Tennis
INFORMACIÓN +51 975531375 / 01 7746449 claudiachaveza00@gmail.com
ACTIVIDADES Conferencia Arquitectura Peruana Contemporánea (Lima Design week) 2019 Obras sociales - Catequista de Confirmación 2017-2019 Intercambio cultural Work and Travel (Park City, Utah) 2019-2020
INFORMACIÓN DEL CURSO
EST RUCTURAS III SECCIÓN 721 NOMBRE DEL PROFESOR Felix Augusto Icochea Aguirre I. SUMILLA Estructuras III es una asignatura teórica-práctica obligatoria que se ocupa del estudio y el comportamiento de las estructuras metálicas, tensionadas y cáscaras. II. OBJETIVO GENERAL El objetivo que se persigue con este curso es que el alumno trabaje con diferentes estructuras metálicas de los tipos aporticadas, tensionadas y de cáscaras para la solución de su desarrollo arquitectónico, considerando en el análisis las posibles condiciones de carga III. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Identificar, comprender y saber aplicar los principales tipos de estructuras metálicas para el diseño de edificaciones. 2. Analizar el comportamiento estructural de elementos metálicos que conforman un sistema arquitectónico, usando programas de cómputo. 3. Proponer y diseñar un sistema estructural compuesto por estructuras metálicas