Portafolio Estructuras III - 2021-0

PORTAFOLIO Estructuras III

Maria Fernanda P i n e d o Ve r n e

Profesor Iván Izquierdo

2021-0

Facultad de Ingeniería y Arquitectura Carrera de Arquitectura - Área de Construcción y Estructuras Ciclo 2021-0

01 02 03 Investigación

Metrado de

Est. metálicas

viguetas y pórticos

CG-05 / CG-08

CG-05 / CG-08 / CG-10

Evaluación 01 CG-05 / CG-08 / CG-10

04 05 06 Cargas y

Piezas a

Combinaciones

Tracción

CG-05 / CG-08

CG-01 / CG-05 / CG-08

07 08

Pre dimensionamiento de vigas

CG-01 / CG-08 / CG-10

Evaluación 03 CG-01 / CG-08 / CG-10

09 10 CV

Información del curso

Evaluación 02 CG-01 / CG-08 / CG-10

TAREA O1 INVESTIGACIÓN ESTRUCTURAS METÁLICAS CG-O5 /CG-O8

01

TA R E A 0 1 : E S T R U C T U R A S M E TÁ L I C A S

D E SCR IPCIÓN E n el p re s e n te i n for me se debía invest igar los d i f eren tes t i p o s d e est r uct ur as met ál icas t ales como es tru c tu ras m etál i cas apor t icadas, est r uct ur as m e tál i c as ten s i o n adas o colgadas y est r uct ur as m e tál i c as d e c ás car a así t ambién como las c arac terí s t i c as q u e l a s ident ifican.

R E FLE X IÓN E n e l p res e n te e n c argo anal izamos los d iver sos t ipos d e e s tru c tu ras m e tál icas además de las fuer zas que em p l ean c ad a un a y el uso que les podemos dar en p ro ye c to s q ue d e sar rol lemos a fut uro con la i de n t i f i c ac i ó n d e l as fuer zas que se t r ansmit en par a i mp l e m en tarl as d e maner a más eficient e.

02

TAREA 01 INVESTIGACIÓN ESTRUCTURAS METÁLICAS

ESTRUC TUR AS ME TÁLIC AS APOR TIC ADAS

S ISTEMA AP O RTI CA DO me d i a nt e el cual la s v i ga s y c o l u m na s s o n los ele m e n to s p ri n c i pa le s del

siste m a.

Es te

t rabaj a

me d i a n te

t ransmisió n

de

s i s te m a

c a rg as

la q ue

va n desde l a s v i ga s h ac i a la s columnas .

C arac teríst ic as - Todos l o s pó rti c o s i g uales en tre s í Equidistan c i a viguetas

e n tre

son

la s

- O rtogon al i d ad me d i a n te lo s elemento p aral e l o s y perpendic u l a re s ta l e s c o m o columnas , v i ga s y v i g u e tas - Materiale s l i g e ro s

03

ESTRUCTURAS III

1

VIGAS

2

VIGUETAS

3

COLUMNAS

1 2

3

04

TAREA 01 INVESTIGACIÓN ESTRUCTURAS METÁLICAS

ESTRUC TUR AS ME TÁLIC AS TENSIONADAS

S I STEMA t r a baj a

TE N SI O N A DO

q ue

trac c i ó n .

E s tá n

a

co mpuesto s

po r

e l e m e n to s

t a les como m ás ti l e s , c ab le s d e acero y m e m bran as lo s cu ales ayu da n a s o po rta r y t r a nsmitir la s c a rg as .

L a s memb ra n a s pu e de n s e r d e distinto s ti p o s d e te l a s y son estas l as q u e tra ba j a n a t ensión con l a a y u d a d e lo s ca bles que pe rm i te n q u e n o h ayan arru g as e n l a te l a y s e l ogren las f o rma s de d i s e ñ o .

L os

tipos

de

e s tru c tu r a s

m etálicas te n s i o n a da s s o n : -

Estructur a

te n s i o n a da

m embrana - Mallas tens ad as - Estructuras n e u má ti c as

05

por

ESTRUCTURAS III

06

TAREA 01 INVESTIGACIÓN ESTRUCTURAS METÁLICAS

ESTR UC TUR AS ME TÁLIC AS DE C ÁSC AR A

LAS ESTR U C TU RA S M ETÁ L I C A S D E CÁSCARA

O

L A M I N A RES

son

aquellas e n do n de s e b us q ue que la f u e rz a d e f l e x i ó n se a la menor po s i bl e . Cu e n tan c o n superfic i e s de

de l ga da s

pequ e ñ o

c ur v a s

espesor

con

relación a l a pro po rc i ó n d e la estructu ra . L a f o rma de e s t a s estructu ra s

pe rm i te

transmis i ó n

de

median te

qu e

c arga s

trac c i ó n

compre s i ó n

de

la sea y/o

m a ne r a

uniforme e n l a s u pe rfi c i e .

“El espe s o r de las láminas os ci l a entre

1/1 0 0 0

=<

t /r =<1 /50 .

E s to

com pren de de s de una lámi na d e hormigó n has t a e l e s pe s o r d e una burbuja de j abó n .” (Zigur at , 201 9)

07

ESTRUCTURAS III

08

TAREA O2 METRADO DE VIGUETAS Y PÓRTICOS CG-O5 / CG-O8 /CG-1O

09

TA R E A 0 2 : M E T R A D O D E V I G U E TA S Y P Ó R T I C O S

DE S CR IPCIÓN En l a s eg un d a tare a del cur so se pid ió met r ar los pó rt i c o s y vi g ue tas t ípicos que confor maban el si s te m a, to m an d o en consider ación las cargas pun tual es , al tu ras y espaciament o ent re segment os de arri o s tres .

RE F LE X IÓN En el p res e n te en c a rgo aprend imos la relación del d i s e ñ o es tru c tu ral con los problemas const r uct ivos que p o d rí an e x i s t i r en cualquier ed ificación.

10

TAREA 02 METRADO DE VIGUETAS Y PÓRTICO

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ESTRUCTURAS III

12

TAREA 02 METRADO DE VIGUETAS Y PÓRTICO

13

ESTRUCTURAS III

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EVALUACIÓN O1 CG-O5 /CG-O8 / CG-1O

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EVALUACIÓN 01

DE S CR IPCIÓN L a s i g u i en te eval u ación refleja los t emas v ist os durante l as p ri m eras dos semanas del cur so, par a así po n e r en p rác t i c a l o s conocimient os aprend idos.

RE F LE X IÓN Se c o n s o l i d ó e l ap rend izaje con respect o al d iseño es tru c tu ral y l o s f e n ómenos que podr ían int er venir en el p ro c e s o d e d i s eño, además aprend imos a saber mane j ar l as c arg as vivas y muer t as en el sist ema.

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EVALUACIÓN 01 SEMANA 1 A 2

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ESTRUCTURAS III

PREG U NT A 0 1 ( 08 P UN T OS ) .

S E MU E S TR A IM Á GE N E S DE UN A P R E S E N T ACI O N D E UN A PL AN TA AGRO I N D USTRI AL .

DE A C U E RD O C ON T ODO L O VI S T O Y D E SARRO L L AD O E N CL ASE S, I D E N TI FI QUE E L TI P O DE ESTR U CT U R A , L OS E L E M E N T OS Q UE L A C O M PO N E N Y TO D O L O RE L ACI O N AD O A E L L A, ( SEÑALE TA MBIE N LO S E L E M E N T OS FA L T A N T E S ) , PARA L O CUAL D E B E I D E N TI FI CAR, SE Ñ AL AR Y D E SC RIBIR TO D A S LA S CA R A C T E R I S T I C A S I N T R I N S E C AS A E STE SI STE M A E STRUCTURAL .

El t ipo de e stru c t u ra q u e s e p re s e n ta en es ta p l a nta a g r oi nd us tr i a l es una es tr u ct ura apor t ic ada, la c u a l es ta p ri n c i p a l m ente for m a d a p or p ór ti cos q ue m ed i a nte el em e nt os u nidos e nt r e s í tra n s m i t en l a s c a rg a s d e tr a cci ón y com p r es i ón en d os d i r ecci ones las cu ale s pue de n s e r p erp en d i c u l a res p a r a q ue s e l og r e s op or ta r l a cub i er ta .

Po de m os ide n t i fi c a r e n es te p ro y ec t o l os p ór ti cos m ed i a nte a r m a d ur a s tr a s ver s ale s y lo ngit udinale s y c o l u m n a s ,

c o n tra v e nteo d e cub i er ta , a r m a d ur a d e cub i er ta , l á m i na de

cu bie r t a y c um b re ra s ; s i n e m b a rg o , n o s e i d enti fi ca n l os l a r g uer os .

Ta m bié n se id e n ti fi c a n tri a n g u l a c i o n es q ue es l a p r i nci p a l ca r a cter í s ti ca d e l a s a r m a duras y v e m os c óm o es q u e l a s c a rg a s s e tr a ns m i ten m ed i a nte es tos tr i á ng ul os for m a d o s por diagonale s pa ra q u e a s í s e c re e e u na r i g i d ez y evi te q ue el tr i á ng ul o d e d efor m e. Las f u e r z as que se em p l e a n en l a s a rm a d ur a s s on com p r es i ón en l a s m onta ntes y tens i ón e n las diagonale s. La u n i ó n e n tre e l e m e n to s es tá uni d o m ed i a nte s ol d a d ur a s o uni ones d e ace ro en donde los m o m en t o s fl e xi o n a n t es s e convi er ten en cer o. E l ti p od e a r m a d ur a s eg ú n su f o r ma podr ía s er l a d e P ra t t o l a d e H o w e; s i n em b a r g o, en el centr o d e l a s a r m a d ur a s no se enc ue nt r an di a g o n a l e s . P a ra fi n a l i z a r, p od em os ver ta m b i én q ue el eq ui l i b r i o d e l os nudos s e obt ie ne po r el em en t o s q u e s e d e des a r r ol l a n en ca d a s eg m ento d e l a a r m a d ur a .

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EVALUACIÓN 01 SEMANA 1 A 2

PRE GUNTA 02 (1 2 P U NT O S).

S E MUESTRA IM Á G E NE S D E U NA V I S T A D E P L A N T A P A R CI A L D E UN A NAVE IN DUSTRIAL. SE P ID E ID E A LI Z A R Y ME T R A R L A S CA R G A S D E L AS V IGUETAS T IP IC A S INT E R IO R E S Y D E BOR D E , I D E L I Z A R Y M E T R AR L A F RAC C IÓN DE L P Ó R T IC O T ÍP ICO ( E JE S F ó G ) .

C ON SIDERA R LA S SIG U IE NT E S CA R G A S : PESO DE C O B E R T U R A P E SO P R O P I O D E V I G UE T A S CA R G A S COL G ADAS S OB RECARG A 1 1 KG/M2 14 KG /M L. 7 KG/M2 4 0 KG /M 2

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ESTRUCTURAS III

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TAREA O3 CARGAS Y COMBINACIONES CG-O5 /CG-O8

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TA R E A 0 3 : C A R G A S Y C O M B I N A C I O N E S

DE S CR IPCIÓN En el en c arg o s e debe definir las cargas y co m b i nac i o ne s d e una de las est r uct ur as met ál icas pres e n tad as e n l a t area 01 (Est r uct ur a met ál ica a p o rt i c ad a, e s tru c tur a met ál ica t ensionada o es tru c tu ra m e tál i c a de cáscar a).

RE F LE X IÓN Se p ro f u n d i z ó l o i n vest igado en la pr imer a semana de cl as e s , ya q u e no s o l o ident ificamos los element os de a l g ún t i p o d e es tru ct ur a met ál ica, sino que t ambién es tam o s i d en t i f i c an do las d iferent es cargas y el co m p o rtam i en to q ue t iene cada una de el las con la ub i c ac i ó n q ue s e d i s eñan.

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TAREA 03 CARGAS Y COMBINACIONES

ESTRUCTURA METÁLICA APORTICADA Forma da po r p ó r t i co s qu e m edi a n te e l e m e n to s u n i d os en tre s í qu e t ra n s mi te n la s cargas de t ra cci ó n y com presi ó n en d os di recc i o n es.

L a p ri n c i pal ca ra c te rí s t i ca d e las arm a d u ra s es la s trian gu l a c i on e s , ya qu e m edi a n te es t a s l a s ca rg a s se trans m i ten m e d i a nte trián gu l o s fo rma d o s p or di a gon a l es pa ra q ue a s í se creee u n a rig i d ez y ev i te qu e la estru c tu ra s e d e fo rm e .

Mo nt antes s o m et i das a com p re si ón y di a go nal es a tens i ó n.

TE N S I Ó N CO MPR E S I Ó N

AR MADU R A HOWE

Cara c terí sti ca s - To dos l o s p ó r t i co s igua l es en tre s í Equ i di s ta n ci a vigue tas

AR MADU R A PR AT T

e n t re

son

la s

- Or to g on a l i d a d m e d i a n te los el em en to pa ra l e l o s y perp en di c u l a re s t a l e s co m o col umn a s, v ig a s y v i g ue t a s - Materi a l es l i g e ro s

TE N S I Ó N CO MPR E S I Ó N

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ESTRUCTURAS III

D e be n con s id e rars e a d em á s ca rga s m uer ta s, ca rga s viva s, c a rg a s d e n ieve , c argas de viento y ca rga s de sism o.

E STR U CTU R A A P O RT ICADA TÍPICA A DO S AGUAS

T E N SI Ó N CO MPR E SIÓ N

AR MA D U RA WA RR EN

No

t i en e

i a go nal es tens i ó n

y

m o nt antes son

y

s o m et i d a s

co m prens i ó n

las a de

man era alterna da.

TENSIÓN CO M PR ESIÓN

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TAREA O4 PIEZAS A TRACCIÓN CG-O1 / CG-O5 /CG-O8

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TA R E A 0 4 : P I E Z A S A T R A C C I Ó N

D E SCR IPCIÓN E n l o s s i g u i en tes ejercicios desar rol lamos los es f u e rz o s y res i s te ncias que t ienen los d iferent es el em en to s d e u n s i st ema a t r acción.

R E FLE X IÓN Ap re n d i m o s a i d ent ificar las piezas de un sist ema s o m et i d o a f u e rz as de t r acción en donde debíamos c o ns i d e rar tam b i én const ant es del t ipo de acero par a l o g rar res o l ver s i l os element os resist ían o t enían al g ún t i p o d e f al l a y a sea por fluencia o por fr act ur a.

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TAREA 04 PIEZAS A TRACCIÓN

PR OBLEMA 01

C ON E X I ÓN C ON PE RN O S AL I N E AD O S

Se ti ene una pl ati n a de 16 m m de e spe sor y 1 80 m m d e a nc ho, s e e nc ue nt r a c one c t a d a a ot r a p la t in a de 12 mm de espe so r y 2 0 0 m m de an c h o , c on p e r nos d e 1 6 m m d e d i á m e t r o, l os p e r nos for m a n d o s hi l eras de 4 pe r n o s c ada h i l e r a. L a se par a c i ón e nt r e l a s hi l e r a s e s d e 1 0 0 m m y s u d i s t a nc i a a l b or d e es equi di stante de l o s bo r de s de am bas pl at i na s y l a d i s t a nc i a e nt r e p e r nos e s d e 5 0 m m e n c a d a h iler a .

Se requ i ere de te r m i n ar l a r e si ste n c i a a tr a c c i ón d e l a p l a t i na e m p l e a nd o e l m é t od o L RF D v i s t o en cla se.

Con si derar l o s si gu i e n te s dato s par a e l ac e r o: - Esf uerzo de f l u e n c i a F y = 2 5 kg/ m m 2 - Esf uerzo de ro tu r a F u = 4 0 kg/ m m 2

P regu n tas: - Graf i que adec u an dam e n te e l pr o bl e m a s e g ún l o i nd i c a d o.

- Cal cul e l as á r e as br u tas.

- Cal cul e l as á r e a n e tas (ár e as e f e c ti vas) .

- Cal cul e l as resi ste n c i as po r E stado L í m i t e d e F l ue nc i a .

- Cal cul e l as resi ste n c i as po r F ac tu r a po r Tr a c c i ón.

- I n di qu e cual e s f i n al m e n te l a r e si ste n c i a a t r a c c i ón d e l os e l e m e nt os y c uá l e s e l t i p o d e fa l t a .

- I n di car si esta c o n e xi ó n de pl ati n as e s ca p a z d e s op or t a r una fue r za d e t r a c c i ón úl t i m a d e 5 0 000 kg .

E st a c one x ión d e p l a t i n a sí e s c a p a z d e s op or ta r una fuer z a d e tr a cci ón úl ti m a d e 50 000 kg.

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ESTRUCTURAS III

PR OBLEMA 02

C ON E X I ÓN C ON PE RN O S E N TRE SB O L I L L O

Se ti ene u n a p l ati n a de 2 0 m m de e spe s or y 1 5 0 m m d e a nc ho. Se e nc ue nt r a c one c t a d a a u n a e structu ra rí gi da, c o n pe r n o s de 19 m m de d i á m e t r o, l os p e r nos for m a n d os hi l e r a s d e 5 p e r nos ca d a una, di spuesto s e n tr e sbo l i l l o , c o n se par ac i ón e nt r e p e r nos d e 5 0 m m . L a s e p a r a c i ón e nt r e l a s h iler a s e s de 7 0 mm y su di stan c i a al bo r de e s de 4 0 m m .

Se requi ere dete r m i n ar l a r e si ste n c i a a tr a c c i ón d e l a p l a t i na e m p l e a nd o e l m é t od o L RF D v i s t o e n cla se.

Co n si derar l o s s i gu i e n te s dato s par a e l ace r o: - Esf uerzo de f l u e n c i a F y = 2 5 kg/ m m 2 - Esf uerzo de ro tu r a F u = 4 0 kg/ m m 2

Pr eguntas: - Graf i que adec u an dam e n te e l pr o bl e m a s e g ún l o i nd i c a d o.

- Cal cul e l as áre as br u tas.

- Cal cul e l as áre a n e tas.

- Cal cul e l as resi ste n c i as po r E stado L í m i te d e Fl ue nc i a .

- Cal cul e l as resi ste n c i as po r F ac tu r a po r Tr a c c i ón.

- I n di qu e cual es f i n al m e n te l a r e si ste n c i a a t r a c c i ón d e l os e l e m e nt os y c uá l e s e l t i p o d e fa l t a .

- I n di car si esta c o n e xi ó n de pl ati n as e s c a p a z d e s op or t a r una fue r za d e t r a c c i ón úl t i m a d e 6 5 000 kg .

E st a c one x ió n d e p l a t i n a sí e s c a p a z d e s op or ta r una fuer z a d e tr a cci ón úl ti m a d e 50 000 kg.

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EVALUACIÓN O2 CG-O1 / CG-O8 /CG-1O

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EVALUACIÓN 02

D E SCR IPCIÓN La s i g ui en te e val u ación abarcó los t emas vist os en la c u arta y q u i nta s em a na en donde nos enfocamos más en l as p i ez as a trac ción y su funcionamient o.

R E FLE X IÓN Lo g ram o s d e s arro l l ar la capacidad par a crear d iseños m e d i ante l a c o m p rensión est r uct ur al y luego poder c u m p l i r l o s re q ue ri mient os y regulaciones de cada p ro ye c to q u e d i s e ñ emos a fut uro.

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EVALUACIÓN 02

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SEMANA 4 A 5

ESTRUCTURAS III

PREGUNTA 01

PR EG U NT A 0 1 ( 5 P UN T OS ) SE D ES EA CO NE C T A R DOS P L A T I N A S M E T ÁL I CAS QUE CUE N TAN CO N L A SI G U IENT E S E C C I ÓN T R A N S VE R S A L : PL A TINA 1 , D E 1 00 X 1 2 M M PL A TINA 2 , D E 1 2 0 X 10 M M .

PAR A CO NE C TAR L A S P OR T R A S L A P E S E E MPL E ARÁ D O S H I L E RAS D E PE RN O S D E 16 MM D E D IÁ M E T R O. DETE RMINE L A R E S I S T E N C I A A T R A C C I ÓN D E L SI STE M A Y E L M O D O D E FAL L A. CONS ID E RA R E L DI Á M E T R O DE L A S P E R FO RACI O N E S CO N 2 M M . M ÁS QUE E L DIÁ METR O D E L OS P E R N OS .

SE ÑA L E S I E S C A P A Z DE R E S I S T I R UN A T R ACCI O N D E 3 0 ,0 0 0 Kg .

M A T ERIA L AC ERO A 36 Fy = 2 5 .3 K g/ m m 2 Fu = 4 0 .0 K g/ m m 2

Es t a c one x ión d e p l a ti n a N O e s c a p a z d e s op or ta r una fuer z a d e tr a cci ón úl ti m a d e 3 0 000 kg.

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EVALUACIÓN 02

SEMANA 4 A 5

PREGUNTA 02 PREG U NT A 0 2 ( 5 P UN T OS ) EN E L P R O BL EM A A N T E R I OR VE R I FI C A R L A RE SI STE N CI A Y M O D O D E FAL L A SI L AS DOS HIL ERA S D E P E R N OS E S T A N E N T R E S B O L I L L O , CO N E SPACI AM I E N TO E N TRE PERNO S D E 8 0 M M Y E S P A C I A M I E N T O E N T RE L AS FI L AS D E PE RN O S D E 40 M M .

MAT ERIA L AC ERO A 36 F y = 2 5 .3 K g/ m m 2 F u = 4 0 .0 K g/ m m 2

82.46

80

80² + 20 ² = h² 6 4 00 + 40 0 = h² 6 8 00 = √h 82 . 4 6 = h

20

Esta c one x ión d e p l a t i n a N O e s c a p a z d e s op or ta r una fuer z a d e tr a cci ón úl ti m a d e 3 0 000 kg.

31

ESTRUCTURAS III

PREGUNTA 03 PR EG U NT A 0 3 ( 5 P UN T OS ) SE D ES EA CO NE C T A R UN A P L A T I N A M E T ÁL I CA A UN A PL AN CH A M AS GRUE SA (MU Y RES IS T EN T E ) : PL A TINA D E 8 0 X 12 M M PAR A CO NE C TAR L A S P OR T R A S L A P E S E E MPL E ARÁ UN A H I L E RA D E PE RN O S D E 16 MM D E D IÁ M E T R O. DETE RMINE L A R E S I S T E N C I A A T R A C C I ÓN D E L SI STE M A Y E L M O D O D E FAL L A. CONS ID E RA R E L DI Á M E T R O DE L A S P E R FO RACI O N E S CO N 2 M M . M ÁS QUE E L DIÁ METR O D E L OS P E R N OS .

SE ÑA L E S I E S C A P A Z DE R E S I S T I R UN A T R ACCI O N D E 25,0 0 0 Kg .

M A T ERIA L AC ERO A 36 Fy = 2 5 .3 K g/ m m 2 Fu = 4 0 .0 K g/ m m 2

Esta c one x ión d e p l a t i n a N O e s c a p a z d e s op or ta r una fuer z a d e tr a cci ón úl ti m a d e 25 000 kg.

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EVALUACIÓN 02

SEMANA 4 A 5

PREGUNTA 04 PR EG U NT A 0 4 ( 5 P UN T OS ) SE D ES EA CO NE C T A R UN A N GUL O M E T A L I CO D E 1 0 0 M M D E L AD O ( L AD O S IGU A LES ) , A U N A P L A N C H A M A S GR UE S A ( M UY RE SI STE N TE ) .

DIMENS IO N A R E L E S P E S OR DE L A N GUL O P ARA RE SI STI R UN A CARGA D E 25,0 0 0 KG. PAR A CO NE C TAR L A S P OR T R A S L A P E S E E MPL E ARÁ UN A H I L E RA D E PE RN O S D E 1 9 M M D E D I ÁM ET RO. V E R IF IQ U E L A R E S I S T E N C I A A T R A C C I ÓN D E L SI STE M A PO R FL UE N CI A Y FRACTURA Y E L M O DO DE FA LLA .

CONS ID E RA R E L DI Á M E T R O DE L A S P E R FO RACI O N E S CO N 2 M M . M ÁS QUE E L DIÁ METR O D E L OS P E R N OS .

M A T ERIA L AC ERO A 36 Fy = 2 5 .3 K g/ m m 2 Fu = 4 0 .0 K g/ m m 2

31

FL UE N CI A

FRACTURA

X 1 : 5. 7

X 1 : 4. 8

X 2 : 1 94. 3

X 2: 1 74

= 2 50 0 0

=250 0 0

ESTRUCTURAS III

32

TAREA O5 PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS CG-O1 / CG-O8 /CG-1O

29

TA R E A 0 5 : P R E D I M E N S I O N A M I E N T O D E V I G A S

D E SCR IPCIÓN E n e l p res e n te e n c a rgo se pid ió pred imensionar las vi g as d e un s i s tema consider ando el peso de las c arg as vi vas y c arg as muer t as t omando en cuent a el m o m e n to f l ec to r.

R E FLE X IÓN Se l o g ro l a c o m p re nsión del d iseño con respect o a la es tru c tu ra y l a re lación que t iene est a con las p e rs o n as , as í c o m o t ambién el cumpl imient o de la es tét i c a en l a es tru ct ur a.

30

TAREA 05

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS 6

W CM

14

Peso p ro p i o - - - ap rox . 50 kg/ m 2 x 2 m .

= 100 kg /ml

Lo sa co lab o rante - - - 204.80 x 2 m .

= 410 kg /ml

Piso ter m inado - - - no hay

= 510 kg/ml

+

W CV S o b rec arga - - - 600 x 2 m .

= 1200 kg /ml = 1200 kg /ml

E sp a c ia m ento entre v igueta s 2 m .

7 v ig u et a s @ 2 m etro s

C A R G AS SI M PL I F I CADAS Wu = 1. 4 x 5 1 0

= 714

Wu = 1. 2 x 5 1 0 + 1 . 6 x 1 2 0 0

= 2532

M O M E NTO FL ECTO R DE V I GA M u = Wu x L x L / 8 M u = 253 2 x 6 x 6 / 8

= 1 1 394 kg.m

ΦM n = Φ x Fy x z

= Mu

= Φ x Fy x z Z min = 1139400/0.9 x 2532

= 1 1 394 x 100 kg.c m = 500 cm3

M u = 113 9 4 0 0 k g. cm ΦM n = 0 . 9 0 x 2 5 3 2 x 5 7 2 . 5

= 1 3 04613 kg.c m

1. 5 x Fy x S = 1 . 5 x 2 5 3 2 x 5 1 4 . 4 = 1 9 53691.2 kg.c m

E nto n ces u sa r W 200 x 52.0

31

S e usa p ara di señar viga a fl ex i ó n

+

ESTRUCTURAS III

32

EVALUACIÓN O3 CG-O1 / CG-O8 /CG-1O

29

EVALUACIÓN 03

D E SCR IPCIÓN E n l a e val u ac i ó n f i nal se pid ió resolver ejercicios a trac c i ó n, c o m p resión y flexión de sist emas es tru c tu ral e s , l o s c uales habíamos puest o en pr áct ica d u rante to d o e l c u rso R E FLE X IÓN Para e l c i e rre d e c ur so, pusimos en pr áct ica t odo lo ap ren d i d o en el c ur so t al como la impor t ancia de la re l ac i ó n en tre l as per sonas y las ed ificaciones, la re l ac i ó n d e l a es tét i ca y la est r uct ur a y el balance que debe h ab er en t re las regulaciones y los re q ue ri m i e n to s d e cada ed ificación.

30

EVALUACIÓN 03

31

TRACCIÓN, COMPRESIÓN Y FLEXIÓN

ESTRUCTURAS III

PREGUNTA 01 U n pue nt e gr ú a c o n s t a d e u n a v i g a p u ente, d os vi g a s tes ter a s y d os vi g a s ca r r i l er a s .

Haga un gr áf i c o p a ra i l u s t ra r l a s p ri n ci p a l es ca r g a s q ue s e p r es enta n en l a s vi g a s tes te ras y las v igas c a rri l era s .

I

I

+ V i g a t es tera V i g a c a rri l e ra

32

EVALUACIÓN 03

31

TRACCIÓN, COMPRESIÓN Y FLEXIÓN

ESTRUCTURAS III

PREGUNTA 03

Explique me d i a n t e u n ej e m p l o g rá fi co cuá l es s on l a s venta ja s y d es venta ja s d e las c one x ione s so l d a d a s y em p e rn a d a s .

C O N EXIO NE S SOL DA DA S VE N T A J A S -S on dúc t ile s y c a p a c e s d e s o p o rta r choq ues y vi b r a ci ones -c apac e s de u n i r m e t a l e s c u y a s s ec ci ones s on d i fer entes - pr ot e c c ión fro n ta l a l a s fu g a s -bue na c ondu c t i v i d a d e l é c tri c a C O N EXIO NE S SOL DA DA S D E S VE N T A J A S -ne c e sit a un o p e ra ri o c ert i fi c a d o y muy b i en entr ena d o -ne c e sit a e l c o rrec t o m a teri a l y h e rram i enta s - c uando la p i ez a e s s o l d a d a n o h a y r etor no

C O N EXIO NE S E M P E R N A DA S VE N T A J A S -r apide z y e j e c u c i ó n -baj o nive l de c a l i fi c a c i ó n -f ac ilidad de i n s p ec c i ó n y reem p l a z o d e p a r tes d a ña d a s

C O N EXIO NE S E M P E R N A DA S D E S VE N T A J AS -mayor t r aba j o re q u e ri d o en ta l l e r -mayor c ost o

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EVALUACIÓN 03

TRACCIÓN, COMPRESIÓN Y FLEXIÓN

PREGUNTA 04

E n e l g rá fico s e m uestra la el e v ac i ón de una c ol umna de un pór ti co m e t á lic o para un alm acén.

Con sid e ra ndo r est ric c io nes : En

su

b a se,

que

la

columna

em potrada

en

el

se

e nc ue nt ra

pe de st al

de

c on

l as

c onc re t o

dire c c io n es (X-X e Y-Y) E n la part e supe ri or c onsi de rar que :

si gui e n te s

para

am b a s

S e e n c u en tra articulada y puede gi rar l i bre me nt e al re de dor de l e je Y- Y

S e e n c u en tra im pedida de girar al re de dor de l e je X - X y pue de de spl az a r s e l i b remen t e.

Ca lc u la r la res is tencia m áxima a c ompre si ón que pue de al c anz a r e i nd ic a r q u e tipo de pandeo prese nt ará.

E mp lea r el cuadro de f actor de l ongi t ud e f e c t i v a K y f ormul as v i st as e n cla se .

Ca ra c t e rísi tcas de la s ecció n de l a co lu mn a

Co lu mn a

tubular

3 0 0 x30 0 x8 m m

cuadrada

Áre a = 93. 44 cm 2. r x = 1 1 .93 cm s. r y = 11. 93 cm s.

Ma t eria l

Ac ero A ST M A36

F y = 2,5 30 Kg/cm 2

E = 2 0 0 0 ,0 00 K g/cm 2

31

de

ESTRUCTURAS III A ) L on g i t u d fí s i c a

L x = 7. 5 m L y = 7. 5 m K x L x = 0 . 8 0 x 7. 5 = 6 m

B) L on g i t u d e fe c ti v a

K y L y = 0 . 8 0 x 7. 5 = 6 m Kx Lx

C ) E sb e l t ez

;

rx

Ky Ly ry

K x L x = 0 . 8 0 x ( 7. 5 x 1 0 0 ) = 50 . 29 rx

1 1 . 93

K y L y = 0 . 8 0 x ( 7. 5 x 1 0 0 ) = 50 . 29 ry

1 1 . 93

D ) Ca l c u l a r Fe ( E u l er) Fe = π 2 x E (KL)2 ( r) * u s a m o s 5 0. 2 9 Fe = π 2 x 2 000 000 = 7 80 4. 8 8 k g / cm 2 5 0. 2 9 2

E) F órm u l a p a ra FC R Calcular

4.71 x

E

E = 2 0 0 0 0 0 0 k g / cm 2

Fy

Fy = 253 0 k g / cm 2

FC R = 13 3 . 2 7 K L R = 5 0. 2 9 Lue go FC R = [ 0. 6 5 8

0. 3 24

] x 2 5 30 = 220 9. 1 5 k g / cm 2

F ) Ca p a c i d a d d e c a rg a a xi a l d e l a col um na . Seg ui r L RFD ΦC Pn

= Φ C x FC R X A g

Ag = 93 . 44 cm 2

= 0. 9 0 x 2 2 09 . 1 5 x 93 . 44 = 1 85 7 80 k g = 18 5. 78 G ) T ip o d e p a n d e o P a n d e o el á s t i c o 32

EVALUACIÓN 03

TRACCIÓN, COMPRESIÓN Y FLEXIÓN

PREGUNTA 05

Verific a r la res is tencia de la co l umna de l probl e ma ant e ri or c onsi de ra n d o qu e e s un a colum na tubular cu adrada de 2 5 0x 2 5 0x 8 mm.

Ca ra c t erísticas de la sección de l a c ol umna

Colu mn a t ubular cuadrada de 2 5 0x 2 5 0x 8 mm. Área = 77. 44 cm 2. r x = 9.89 cm s. r y = 9. 89 cm s.

M a t e ria l

Ac e ro A ST M A36

F y = 2,530 K g/cm 2

E = 2 0 0 0 ,0 00 K g/cm 2

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ESTRUCTURAS III A ) L on g i t u d fí s i c a

L x = 7. 5 m L y = 7. 5 m K x L x = 0 . 8 0 x 7. 5 = 6 m

B) L on g i t u d e fe c ti v a

K y L y = 0 . 8 0 x 7. 5 = 6 m Kx Lx

C ) E sb e l t ez

;

Ky Ly

rx

ry

K x L x = 0 . 8 0 x ( 7. 5 x 1 0 0 ) = 60 . 67 rx

9. 8 9

K y L y = 0 . 8 0 x ( 7. 5 x 1 0 0 ) = 60 . 67 ry

9. 8 9

D ) Cal c u l a r Fe ( E u l e r) Fe = π 2 x E (KL)2 ( r) * u s a m o s 6 0. 6 7 Fe = π 2 x 2 000 000 = 5 3 62. 68 k g / cm 2 6 0. 6 7 2

E ) F ór m u l a p a ra FC R Calcular

4.71 x

E

E = 2 0 0 0 0 0 0 k g / cm 2

Fy

Fy = 253 0 k g / cm 2

FC R = 1 3 3 . 2 7 K L R = 6 0. 6 7 Lue go FC R = [ 0. 6 5 8

0. 47

] x 2 5 3 0 = 20 78 . 2 k g / cm 2

F ) Cap a c i d a d d e c a rg a a xi a l d e l a col um na . Seg ui r L RFD ΦC Pn

= Φ C x FC R X A g

Ag = 77. 44 cm 2

= 0. 9 0 x 2 2 09 . 1 5 x 77. 44 = 1 4 4 84 2 k g = 14 4. 8 4 G ) T ipo d e p a n d e o P a n d e o el á s t i c o 32

EVALUACIÓN 03

TRACCIÓN, COMPRESIÓN Y FLEXIÓN

PREGUNTA 06

S e t ie n e q ue verif icar el dis eño de una v i gue t a si mpl e me nt e apoy ada d e L = 7. 5 met ros de longitud libre que e st á some t i da a l as si gui e nt e s c arg a s .

S e t ien en los s iguientes datos: C a rg a s/ml

sobre

la

vigueta:

c ola b o ra n t e + pt. Sobrecarga

Pe so

propi o

( pre - e st i mado)

Pe so

losa

5 0 Kg / ml 4 00 K g/m l 500K g/m l

C omb ina c iones de carga a em pl e ar de ac ue rdo c on l a N orma E09 0 C omb ina c ión 1 Wu = 1 .4 Carga m ue rt a

C omb ina c ión 2 Wu = 1 .2 Carga mue rt a + 1 .6 C arga v i v a.

L a v ig ue t a s e considera sim pl e me nt e apoy ada e n sus e x t re mos c on u n momen t o m áxim o en el centro de : M u = W u L 2 / 8 .

D on d e W u es la com binación de c arga ul t i ma más de sf av orabl e . L e s l a l o n g it u d libre de la vigueta.

S e p id e :

I d e a liza r la vigueta.

D et ermina r la com binación de c arga más de sf av orabl e para e l di se ño .

D et ermina r el valor del m om en t o máx i mo M u

D et ermina r el valor del m om en t o re si st e nt e Ø M n para l a v i ga de pl anch a s old a d a m os trada a continua c i ón y de t e rmi nar si e s suf i c i e nt e o n o .

E x p liq u e su respuesta.

31

ESTRUCTURAS III

Problema 6 (6 puntos)

7. 5

WCM Pe s o pro p io - - - ap rox . 50 kg/ m l

= 50 kg/ m l

Lo s a co lab o rante - - - 400 kg/ m l

= 400 kg/ m l

Pi s o te r m i nado - - - no hay

= 450 kg/ m l

+

WCV S o bre c arga - - - 500

= 500 kg/ m l

+

= 500 kg/ m l

CAR G A S SI M PL I F I CADAS Wu = 1. 4 x 450

= 630

Wu = 1. 2 x 450 + 1 . 6 x 5 0 0

= 1340

S e usa p ara di señar viga a fl ex i ó n

MO M E N T O FL ECTO R DE V I GA M u = Wu x L x L/8 M u = 1340 x 7. 5 x 7 . 5 / 8

= 9 4 2 1 . 8 8 k g. m

Φ M n = Φ x Fy x z

= Mu

= Φ x Fy x z Z m i n = 942188/0 . 9 x 1 3 4 0

= 9 4 2 1 . 8 8 x 1 00 kg.c m = 7 8 1 . 2 5 cm 3

M u = 942188 kg. c m Φ M n = 0. 90 x 134 0 x 8 0 3 . 2

= 9 6 8 6 5 9 . 2 kg.c m

1.5 x Fy x S = 1. 5 x 1 3 4 0 x 7 0 9 . 2 = 1 4 2 5 4 9 2 k g.c m

E nto n ce s u s a r W 200 x 71.0

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MARIA FERNANDA PINEDO VERNE ESTUDIANTE DE ARQUITECTURA ¢ ¢

CONTACTO ­

¡

PERFIL PERSONAL

IDIOMAS

EDUCACIÓN

HABILIDADES

PROGRAMAS

­

INTERESES

PORTAFOLIO

RECONOCIMIENTOS

£

¤ ¥

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INFORMACIÓN DEL CURSO

Nombre del curso Estructuras III Sección 721 Nombre del profesor Iván Izquierdo Cárdenas Sumilla del curso Estructuras III es una asignatura teórica-práctica obligatoria que se ocupa del estudio y el comportamiento de las estructuras metálicas.

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.

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.