S7 AE2 TIPOS DE ESTRUCTURAS - ANALISIS EST ELEM UNIDIMENSIONALES
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E.P. ING. CIVIL “TIPOS DE ESTRUCTURAS, ANALISIS ESTRUCTURAL DE ESTRUCTURAS CONFORMADAS POR ELEMENTOS UNIDIMENSIONALES” Curso: Análisis Estructural II Semana: 7 Docente: Mg. Ing. John Elvis La Torre Esquivel Fuente: Análisis estructural (Jeffrey P. Laible), 1ra Ed, McGraw-Hill, México : 1988 Objetivos generales y específicos Los objeticos de la clase son: -En general, que el estudiante sea capaz de comprender e identificar los diferentes tipos de estructura desde el punto de vista de sus elementos constitutivos. -Analizar estructuralmente, empleando el método de rigidez básico las estructuras conformadas por elementos unidimensionales. Conceptos básicos Estructura en Ing. Civil - Sistema organizado, que cumple una función, soporta cargas y se apoya en el suelo. Desarrollo de los conceptos básicos En general, las estructuras se pueden clasificar según varios puntos de vista: - Por su origen - Por su extensión espacial - Según la forma de elementos constituyentes y cómo se conectan éstos - Por su grado de indeterminación estático - Por su material predominante de construcción - Por su uso y medio en el cual cumplen su función Clasificación de estructuras según su forma: Desarrollo de los conceptos básicos Estructuras masivas: Clasificación de estructuras según su forma: Desarrollo de los conceptos básicos Estructuras abovedadas (arcos, cúpulas): Fuente: https://sevillapedia.wikanda.es/wiki/Archivo:Reales_Atarazanas_Sevilla.jpg Clasificación de estructuras según su forma: Desarrollo de los conceptos básicos Estructuras laminares: Fuente: https://docslide.net/documents/tiempo-de-llenado-de-reservorio.html Clasificación de estructuras según su forma: Estructuras de barras: Desarrollo de los conceptos básicos (elementos unidimensionales) Fuente: researchgate.net Podríamos tener estructuras de barras: Desarrollo de los conceptos básicos Estructuras isostáticas: Fuente: Analisis Estructural_Jeffrey LAIBLE Fuente: Analisis Estructural_Jeffrey LAIBLE Estructuras hiperestáticas: Clasificación de estructuras según como se conectan sus elementos: Nudos articulados: Desarrollo de los conceptos básicos (Permiten giro relativo entre elementos concurrentes al nudo) Nudos rígidos: Fuente: Analisis Estructural_Jeffrey LAIBLE (No permiten giro relativo entre elementos concurrentes al nudo) Fuente: Analisis Estructural_Jeffrey LAIBLE Híbridos o mixtos: Mezcla de los dos casos anteriores. Desarrollo de los conceptos básicos Clasificación de estructuras por su extensión espacial: Planas (2D): Fuente: Analisis Estructural_Jeffrey LAIBLE Fuente: Analisis Estructural_Jeffrey LAIBLE Espaciales (3D): Desarrollo de los conceptos básicos Luego, existen casos de elementos en general bidimensionales, pero que pueden ser modelados como elementos unidimensionales: Fuente: Apuntes del curso de Análisis Estructural I (G. Ottazzi), PUCPLima, 2014 Algunos casos y ejemplos de modelado Tenemos otros casos típicos, como: Algunos casos y ejemplos de modelado Tenemos otros casos típicos, como: Algunos casos y ejemplos de modelado Tenemos otros casos típicos, como: Fuente: Apuntes del curso de Análisis Estructural I (G. Ottazzi), PUCPLima, 2014 Nota: En este ejemplo, se está ignorando las deformaciones axiales Tenemos otros casos típicos, como: Desarrollo de los conceptos básicos -Losas aligeradas y/o macizas armadas en un sentido Fuente: https://es.slideshare.net/juorvi/los as-macizas-unidireccionales (diapositivas de Ing. Julio Ordoñez Vivanco) Desarrollo de los conceptos básicos Luego, recordamos lo visto en clases precedentes sobre los coeficientes de rigidez, referidos a diferentes elementos unidimensionales: BARRAS CON SOLO DEFORMACIONES AXIALES (COLUMNAS, TENSORES, BARRAS DE ARMADURA) Fuente: Apuntes del curso de Análisis Estructural I (G. Ottazzi), PUCP-Lima, 2014 Desarrollo de los conceptos básicos Luego, recordamos para un elemento tipo viga esbelta: Δi θi Δj θj Δi θi Δj θj Desarrollo de los conceptos básicos Luego, para elementos tipo viga – columna (general): Δxi Δyi θi Δxj Δyj θj Δxi Δyi θi K= Δxj Δyj θj Fuente: Análisis Estructural (R.C. Hibbeler), 8va Ed., PEARSON Educación, México, 2012 Desarrollo de los conceptos básicos Luego, para elementos tipo muros estructurales o columnas con deformaciones predominantes por flexión y corte: Nota: en los sistemas q-d, se están ignorando las deformaciones axiales, si se desease considerar éstas, se tendría que considerar los GDL axiales como lo visto en la diapositiva anterior Desarrollo de los conceptos básicos Tanto para el muro como para la columna, la matriz de rigidez sería (Nota: no considera deformaciones axiales): Nota: Para elementos tipo columnas esbeltas, se podría ignorar las deformaciones por corte haciendo que: α=0 Desarrollo de los conceptos básicos En la diapositiva anterior, el parámetro “α” se refiere a las deformaciones por corte, siendo importante ahora su estudio: Fuente: Apuntes del curso de Análisis Estructural I (G. Ottazzi), PUCP-Lima, 2014 Desarrollo de los conceptos básicos Desarrollo de los conceptos básicos Para la viga, la matriz de rigidez sería: Desarrollo de los conceptos básicos Para este caso particular: Referencia: Apuntes del curso de Análisis Estructural I (G. Ottazzi), PUCP-Lima, 2014 La matriz de rigidez sería: Referencia: Apuntes del curso de Análisis Estructural I (G. Ottazzi), PUCP-Lima, 2014 A continuación procederemos a resolver ejercicios donde aplicaremos la teoría revisada: EJERCICIOS Ejemplo A-01 -Resolver por el MRB, considerar: f’c=210 kgf/cm2; ν=0.15 w=considerar que se trata de un muro de ladrillo macizo de h=2.5 m y espesor t=0.25m Referencia: Apuntes del curso de Análisis Estructural I (G. Ottazzi), PUCP-Lima, 2014 A continuación procederemos a resolver ejercicios donde aplicaremos la teoría revisada: -Resolver por el MRB, considerar EJERCICIOS Ejemplo A-02 Fuente: Análisis Estructural (R.C. Hibbeler), 8va Ed., PEARSON Educación, México, 2012
