PORTAFOLIO ESTRUCTURAS III

PORTAFOLIO ESTRUCTURAS III

PROFESOR: CHRISTIAN IVAN, IZQUIERDO CARDENAS OSCAR BARDALEZ REATEGUI 20160134 SEC: 721

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Carrera de Arquitectura - Área de Construcción y Estructuras Ciclo 2022-0

TABLA DE CONTENIDOS

TAREA 1 CG1-CG6-CG8

TAREA 2 CG1-CG6-CG8

PC1 CG1-CG6-CG8

TAREA 3 CG1-CG6-CG8

TAREA 4 CG1-CG6-CG8

TAREA 5 CG1-CG6-CG8

PC2 CG1-CG6-CG8

PC FINAL CG1-CG6-CG8

TAREA 1 CG1-CG6-CG8

ENCARGO Investigación sobre las principales características, uniones, y sistema estructural predomínate de las estructuras metálicas aporticadas, tensionadas y de cáscara.

PROCEDIMIENTO Se procedió realizar una investigación respecto al funcionamiento de las estructuras metálicas, dentro de ellas, las que funcionan a compresión, flexión, tracción, flexo compresión, entre otras, las cuales describen los principales comportamientos estructurales respecto a cada tipo de estructura, siendo aporticadas, tensionadas o de cáscara..

REFLEXIÓN Al realizar este trabajo, pude comprender, el funcionamiento real de las estructuras metálicas y como de acuerdo a las configuraciones de los sistemas estructurales, los distintos elementos que componen a las estructuras metálicas son esforzados a tracción o a compresión o a flexión. Entendiendo así que para generar determinadas distribuciones, luces y/o formas podemos utilizar a las estructuras metálicas como herramientas eficientes, de alto rendimiento, y seguras para nuestros diseños.

ESTRUCTURAS METÁLICAS APORTICÁDAS

DEFINICIÓN

Las estructuras metálicas aporticádas son una composición de columnas verticales y vigas horizontales donde el material predominante es el acero. Estas estructuras rígidas pueden estar conectadas por uniones de acero empernadas que permiten desmontar las piezas. Este sistema estructural cuenta con viguetas paralelas entre si, ubicadas sobre el techo a dos aguas y, encima de este se colocan planchas de cobertura.

CARACTERÍSTICAS

Posibilidad de abarcar grandes distancias entre los apoyos.

Posee una alta resistencia a tracción Comprende una serie de marcos transversales arriostrados longitudinalmente.

La estructura secundaria de acero ligero consiste en rieles laterales para paredes y correas para el techo.

UNIONES Las estructurás metálicas aporticádas se pueden unir de dos maneras: Unión por tornillos

SISTEMA ESTRUCTURAL

Unión por soldadura

ESTRUCTURAS METÁLICAS TENSIONADAS

DEFINICIÓN

Las estructuras metálicas tensionadas son las que trabajan principalmente a tracción. Están conformadas por telas o lonas tensionadas, estructuras rigidas como postes o mástiles que están sometidos a compresión y cables o cuerdas tensadas. Finalmente tienen dos tipos de soportes como los directos que son aquellos donde la cubierta se dispone sobre el resto de la estructura y por otro lado los indirectos que son aquellos que están en un punto elevado y es ahi donde se despliega la cubierta.

CARACTERÍSTICAS Requieren de poco material, gracias al empleo de lonas delgadas.

Las lonas utilizadas con el acero crean superficies que superan las fuerzas impuestas sobre ellas.

Son utilizadas para cubrir centros deportivos, construcciones industriales, estadios, etc.

Son elegantes y modernos.

UNIONES Las estructurás metálicas tensionadas se pueden unir de tres maneras:

Uníon por anclaje

Uníon por anclaje

Uníon por soldadura

SISTEMA ESTRUCTURAL Postes

Lona

Anclaje

ESTRUCTURAS METÁLICAS DE CÁSCARA

DEFINICIÓN Las estructuras metálicas de cáscara se definen por sus curvas y su delgado espesor, trabaja con los esfuerzos de compresión y tracción a través de su sistema, donde las cargas son repartidas a través de sus nodos.

CARACTERÍSTICAS La piel o cara puede tener la forma de hexágonos, triángulos o cualquier otro polígono con diferentes tamaños.

Los vértices deben coincidir todos con la superficie de una esfera o un elipsoide.

Cuanto más grande es la estructura más fuerte se vuelve.

Rapidez en la construcción debido a que se ensamblan piezas prefabricadas.

UNIONES Las estructuras metálicas de cáscara se pueden unir a través de placas de acero que permiten a la figura poder mantenerse rigida y asi esta no se deforme ante posibles cargas o movimientos.

SISTEMA ESTRUCTURAL Nodos

Estructura métalica

TAREA 2 CG1-CG6-CG8

ENCARGO METRADO DE CARGAS.

PROCEDIMIENTO Se procedió a realizar el metrado de cargas de un pórtico de cercha metálica iniciando por identificar las cargas a considerar, las cargas que se idealizan en la representación de la estructura, idealizamos las viguetas interiores y de borde, finalmente calculamos las cargas vivas y muertas..

REFLEXIÓN Conocer la adecuada distribución de cargas en una estructura metálica de tipo aporticado, y como estas son transferidas a las estructuras principales, es importante para considerar el diseño posterior de los elementos que las componen. Ya que dentro de la filosofía del diseño estructural iniciamos por identificar las cargas a las que será sometida nuestra estructura para posteriormente encontrar las piezas o elementos que sean capaces de hacer frente a determinadas cargas.

PC1

CG1-CG6-CG8

PROCEDIMIENTO Realizamos la explicación del funcionamiento, características y funcionamiento de los principales sistemas estructurales en estructuras metálicas, posteriormente se resolvieron ejercicios relacionados a los metrados de carga en estructuras aporticadas de cerchas metálicas.

REFLEXIÓN Se aplico lo aprendido en las primeras clases comprendiendo en su totalidad las tipologías de estructuras metálicas, principales elementos, usos y sobre todo el funcionamiento de su sistema estructural. Asimismo, se comprendió adecuadamente los métodos para estimar las cargas a las que es sometida una estructura metálica de tipo cercha.

TAREA 3 CG1-CG6-CG8

ENCARGO Cálculo del estado límite de fluencia y de fractura.

PROCEDIMIENTO Se procedió a identificar los múltiples planos de falla y considerar el más crítico, luego de ello se calculó el área bruta y neta de la sección planteada, posteriormente se analizó el estado límite de fluencia y de fractura, para finalmente identificar la resistencia a la tracción y su correspondiente mecanismo de falla.

REFLEXIÓN Al conocer los mecanismos de falla y la resistencia a tracción de las conexiones empernadas, pude darme una idea de lo crítico que resulta conocer si nuestras conexiones fallarán a la aplicación de una determinada carga, y si la misma se dará de forma progresiva o de manera intempestiva. Al realizar el trabajo me pude dar cuenta que es preferible siempre que el sistema falle por fluencia del acero, ya que el mismo es de forma progresiva y permite una liberación de energía de forma más gradual y progresiva, sin embargo si encontramos una falla por fractura, la misma al producirse al esfuerzo último, se produce de manera volátil y liberando una alta cantidad de energía de un solo momento.

TAREA 4 CG1-CG6-CG8

ENCARGO Resistencia a la compresión en columnas.

PROCEDIMIENTO Iniciamos con la identificación del factor “K” para la determinación de la longitud efectiva en cada uno de los ejes xx y yy. Luego procedemos a calcular el valor de la esbeltez de los elementos. Al realizar este cálculo, escogemos el más crítico. Procedemos a compararlo con el valor de 4.71 veces la raíz cuadrada del cociente del módulo de elasticidad y el esfuerzo de fluencia del acero. Al realizar esto identificamos el tipo de pandeo causado y si el mismo se encuentra en el rango elástico o inelástico. Calculamos es esfuerzo de Euler y para cada condición de corresponder calculamos el esfuerzo crítico. Con dicho esfuerzo encontramos finalmente la resistencia a la compresión del elemento.

REFLEXIÓN Al comprender como la esbeltez se relaciona con la resistencia a la compresión de los elementos, pude comprender lo critico que resulta el escoger una sección adecuada para resistir los efectos del pandeo.

Como la longitud de los elementos y sus condiciones de apoyo realmente afectan a los mismos. Existiendo muchas veces inclusive condiciones y restricciones que mejoran la resistencia y reducen la esbeltez de los mismos. Finalmente la importancia de la compresión para los elementos más comunes de las estructuras en soporte vertical, las columnas.

TAREA 5 CG1-CG6-CG8

ENCARGO Resistencia a la flexión.

PROCEDIMIENTO Con la finalidad de encontrar la resistencia a la flexión de un elemento, en primer lugar idealizamos la viga o vigueta que viene siendo sometida a las cargas, al identificar dichas cargas realizamos el metrado de cargas respectivo, posteriormente calculamos el momento máximo de flexión a la que la viga es sometida con la combinación de cargas de acuerdo a norma más desfavorable.

Luego Al encontrar el momento máximo, la comparamos con la formula del momento resistente, de esta manera encontramos la “z” que nos dará el dimensionamiento del perfil a utilizar.

REFLEXIÓN Entender como la flexión afecta a los elementos que transmiten las cargas de las losas que sirven no solo de elementos de borde estableciendo diafragmas rígidos en las estructuras, sino que sirven como sostenimiento para las losas aligeradas, postensadas, colaborantes y macizas, nos permite establecer la relación entre la luz del elemento, las propiedades de la sección del sostenimiento que dependen del momento generado en dicho elemento. Es así como podemos posteriormente analizar el dimensionamiento de dichos elementos que son sometidos a tracción en su parte inferior y compresión en su ala superior.

PC2

CG1-CG6-CG8

PROCEDIMIENTO Se resolvieron ejercicios relacionados a encontrar la resistencia a la tracción de platinas metálicas, resistencia a la compresión de columnas metálicas y finalmente resistencia a la flexión de elementos como vigas o viguetas.

REFLEXIÓN Al comprender el funcionamiento de las conexiones empernadas y como estas pueden tener mecanismos de fallas por fluencia y fractura, relacionarlas con la resistencia a la compresión de elementos verticales y su correspondiente resistencia a la flexión de los elementos horizontales, nos dio un panorama de como todo un sistema estructural entra en funcionamiento, los esfuerzos que intervienen y los mecanismos de falla entre sus conexiones y de cada elemento.

PC FINAL CG1-CG6-CG8

PROCEDIMIENTO Se procedió a realizar teóricamente explicaciones del funcionamiento de las cargas en vigas utilizadas para puentes grúa, y las ventajas del empleo de vigas de alma aligerada, posteriormente se resolviero ejercicios de tracción, resistencia a la compresión y finalmente resistencia a la flexión.

REFLEXIÓN Al comprender como los elementos de estructuras metálicas trabajan también con cargas dinámicas como son los puentes grúa y como optimizar el peso de una estructura y así disminuir las cargas sísmicas a las cuales serán sometidas, son criterios sumamente importantes a tener encuentra en el diseño de este tipo de elementos.

Asimismo, se afianzó los conocimientos adquiridos en materia de resistencia de los principales esfuerzos generados en estructuras metálicas: Tracción, Compresión y Flexión.

Oscar Daniel Bardalez Reategui Estudiante de Arquitectura

CONTACTO +(51) 961523239 bardalez1908@gmail.com @OscarBardalez

Estudiante de Arquitectura en la Universidad de Lima.

Interesado por la Arquitectura Sostenible y el Urbanismo. Es una persona emprendedora. Se adapta a cualquier circunstancia y siempre da lo mejor de el en cualquier proyecto, al mismo tiempo se esfuerza por trabjar en equipo y fomenta valores como los de compañerismo.

IDIOMAS FORMACIÓN ACADEMICA Español Ingles Italiano

Marz 2011 - Dic 2014 Colegio San Agustin Abril 2016 - Actualidad Universidad de Lima

APTITUDES SOFTWARES Trabajo en Equipo

Autocad

Sketchup

Creatividad

Photoshop

Illustrator

Innovación

TwinMotion

Office

Iniciativa

INTERESES LOGROS Arquitectura Sostenible Construcción Urbanismo

Proyecto Final del Curso de Arquitectura V 2020-2 Seleccionado para Exposición

INFORMACIÓN DEL CURSO 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. .