M1 - Cargas Flashcards
Conjunto de elementos estructurales (vigas, columnas, losas, muros, rampas, etc.) conectados en sus extremos encargados de transmitir cargas a los apoyos de forma segura.
Sistema estructural
Sistema estructural
Conjunto de elementos estructurales (vigas, columnas, losas, muros, rampas, etc.) conectados en sus extremos encargados de transmitir cargas a los apoyos de forma segura.
Características de un sistema estructural
- Resistente
- Rígido
- Económico
- Estético
- Sustentable
Clasificación de estructuras
Función, Uso y Comportamiento
Clasificación de estruc. por función
Edificaciones, puentes, presas, silos, túneles, etc.
Clasificación de estruc. por uso
Oficinas, escuelas, hospitales, habitacional, lugares de reunion, puentes vehiculares, peatonales, hidráulicos, etc.
Clasificación de estruc. por comportamiento
Armaduras, vigas, marcos, muros, losas, cascarones, etc.
Modelo estructural
Idealización (representación gráfica) de los elementos estructurales que se comportan de acuerdo con las ecuaciones matemáticas que definen los esfuerzos y deformaciones cuando son sujetos a cargas que se transmiten a los apoyos
Idealización (representación gráfica) de los elementos estructurales que se comportan de acuerdo con las ecuaciones matemáticas que definen los esfuerzos y deformaciones cuando son sujetos a cargas que se transmiten a los apoyos
Modelo estructural
Reacciones en los apoyos
Son fuerzas y/o momentos que se generan en los apoyos debido a que los desplazamientos están restringidos
Clasificación de apoyos
Simples: Articulaciones y Rodillos
Compuestos: Empotramientos
Representación gráfica de un modelo estructural (estructura o elemento) y todas las fuerzas que actúan en él.
Diagrama de cuerpo libre
Diagrama de cuerpo libre
Representación gráfica de un modelo estructural (estructura o elemento) y todas las fuerzas que actúan en él.
Clasificación de fuerzas en estructuras
Externas: Contacto entre cuerpos. CARGAS
Internas: Mantienen al cuerpo como un continuo
Reacción: Desplazamientos restringidos
Clasificación de cargas
Gravitacionales: Permanentes(muertas)/Variables(vivas)
Accidentales: Viento, Sismo, Lluvia, Nieve, Empujes de líquidos o suelo
El modelo de cargas se puede distribuir de las siguientes formas:
En un volumen - gamma - kN/m3
En una superficie - q - kN/m2 - kPa
En una línea - w - kN/m
Puntuales - P - kN
La aplicación de cargas se puede dar en:
Elementos y nodos
Cargas permanentes (muertas)
Fuerzas externas cuya magnitud y posición tienen poca incertidumbre. Dependen de la densidad del material y su volumen
Cargas variables (vivas)
Fuerzas externas cuya magnitud o posición tienen mucha incertidumbre. Dependen del uso de la estructura
Sistemas de piso o cubierta en una dirección
L/S > 2
Sistemas de piso dos direcciones
L/S < 2
Área urbana
Velocidad 1.00
Presión 1.00
Suburbios
Velocidad 1.20
Presión ???
Rural
Velocidad ???
Presión 2.00
Presión 1.50
Velocidad 1.40
Teoría de la conformación de la corteza terrestre
Placas tectónicas
Origen del sismo y proyección en la superficie
Hipocentro y epicentro (respectivamente)
Tipos de sismos por ondas
Ondas P y ondas S
Escalas de medición de sismos
Mercalli - Efectos y daños
Richter - Muertes
Acelerogramas - Aceleración contra tiempos. Período
Flexibilidad de la estructura
Te - Período fundamental de vibración
Efecto del movimiento
Vb - Cortante basal
Regionalización sísmica
D - Muy alta - a0r> ??? cm/s2
C- Alta - ??????? cm/s2
Aceleración máxima en roca correspondiente al nivel de referencia ER
a0r >= 200 cm/s2
100
Periodo fundamental de vibración de la estructura - Fórmula para edificios
0.1N <=Te <= 0.2N
Que significan las siguientes variables?
Vb=CsWT
Cs= C/Qe
C=A/g
Vb = Fuerza cortante basal, kN Cs = Coeficiente sísmico, adm WT= Peso total estructura, muerta + viva sísmica, kN C = Aceleración máxima espectral, adm A = Aceleración máxima espectral, m/s2 h = Aceleración gravitacional, 9.81 m/s2 Qe= Factor de ductilidad sísmica de la estructura, adm
Distribución Vertical del Cortante Basal
Se distribuye en fuerzas sísmicas inerciales Fi, localizadas en…
El centro de masa de cada nivel
Fi= ((wizi)/(sumwizi))Vb
Fi= fuerza inercial sísmica en i-ésimo nivel, kN wi= peso del i.ésimo nivel, kN zi= altura del i_ésimo nivel, m Vb= Cortante basal
Distribución Horizontal de las Fuerzas Sísmicas Inerciales
Se distribuyen en cargas laterales equivalentes, Pj, en los nodos de cada nivel. Estas cargas son acumuladas lateralmente en…
Marcos sismo resistentes.
Hij= (kj/sumkj)Fi P= sumH
Hij= Fuerza sísmica lateral en cada columna, kN kj = 12EI/L^3 = Rigidez lateral de la j-ésima columna del entrepiso, kN P = Carga lateral equivalente en el iésimo nivel Fi = Fuerza inercial sísmica en el i-ésimo nivel E= Módulo de elasticidad kN/m2 I = momento de inercia m4 L= Longitud vertical de la columna
Espectro de diseño
Representación gráfica de las aceleraciones máximas de la masa de una estructura cuando ésta se sujeta a un movimiento sísmico y/o dinámico.
Se usa para estimar el coeficiente sísmico de diseño y cortante basal
Espectro de diseño
Factor de ductilidad Qe
Depende de la ductilidad del sistema estructural. 1.0 (sistemas frágiles) y 8.0 (sistemas dúctiles)
Resistencia y estabilidad
Prioridad
Resistencia mayor a fuerza interna que actúa sobre estructura
Estético
Identidad de las comunidades
Sustentable
RRR
.......
/|/|/|/||||\
.–.–.–.–.–.–.
Nodos articulados (momento = 0) cuerda superior
Diagonales montantes
Nodos articulados cuerda inferior
Nodos rígidos (marcos)
Momento =/= 0
Transfiere hacia columna corte, momento y carga axial
