Métodos de Diseño

DISEÑO ESTRUCTURAL

El Diseño Estructural es un proceso creativo basado en el conocimiento de los principios de

estática, dinámica, mecánica de sólidos y análisis estructural.

Producto es una estructura segura y económica que cumple su propósito (requisitos de diseño).

ETAPAS DE DISEÑO

1. Definición conceptual.

2. Definición de solicitaciones a considerar.

3. Estructuración.

4. Selección de elementos.

5. Análisis.

6. Evaluación.

7. Emisión de planos y especificaciones.

PROCESO DE DISEÑO

Modelos de carga Modelo estructural Modelos de resistencia

Análisis estructural

Compararrespuesta vs.

resistenciaNo cumple Cumple Fin

Revisar diseño

Proceso de diseño estructural

METODOS DE DISEÑO ESPECIFICACIONES AISC

• Diseño por Resistencia Admisibles (ASD)

• Diseño por Factores de Carga y Resistencia(LRFD)

DISEÑO POR RESISTENCIA ADMISIBLE

Método de Diseño por Resistencia Admisibles (ASD):

Ra =Resistencia Requerida

Rn= Resistencia Nominal

FS=Factor de Seguridad

FSR

R nadm

DISEÑO POR FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA

Método de Diseño por factores de carga y resistencia (LRFD)

Ru = Resistencia Requerida

Rn =Resistencia Nominal

∅ = Factor de Resistencia

nu RR

METODOS DE DISEÑO ESPECIFICACIONES AISI

• Diseño por Resistencia Admisibles (ASD)

• Diseño por Factores de Carga y Resistencia(LRFD)

DISEÑO POR RESISTENCIA ADMISIBLE

Método de Diseño por Resistencia Admisibles (ASD):

R =Resistencia Requerida(ASD)

Rn= Resistencia Nominal

FS=Factor de Seguridad

Rn/FS =Resistencia admisible

FSR

R n

DISEÑO POR FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA

Método de Diseño por factores de carga y resistencia (LRFD)

Ru = Resistencia Requerida

Rn =Resistencia Nominal

∅ = Factor de Resistencia

nu RR

CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS

• Especificaciones– SEI/ASCE 7-02: Minimum Design Loads for Buildings and Other

Structures:

• Reglamentos o códigos de construcción– Eurocode 1: “Basis of Design and Actions on Structures”.

• NTE-E020

CARGAS Y COMBINACIONES CARGAS

• Cargas muertas (D).• Cargas vivas (L).• Cargas vivas de techo (Lr).• Carga Nieve (S).• Carga de Viento (W).• Carga de Sismos (E).• Carga de Lluvia o Hielo(R).• Empuje de suelos (H).• Inundación (F).• Otros.

CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS

• Peso propio de la estructura.• Peso propio de las terminaciones de pisos y muros.• Peso de ductos y servicios.• Peso de tabiques.

Losaestructural

CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS

Cargas vivas estáticas:• Sobrecargas de uso

– habitacional,– de oficinas,– de almacenamiento,– de estacionamiento

• Tráfico peatonal o vehicular– Cargas distribuidas– Cargas móviles

CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS

• Velocidad máxima vmax de viento esperada (en N años)– Localización geográfica– Irregularidad del terreno

• Presión básica q = q(vmax).

• Variación de la presión en altura.

• Modificación por– Dirección de incidencia– Inclinación de superficies

C2·q

C1·q

C3·q

C4·q

q(h)

Viento

CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS

• Método elástico estático

P2

M·a

Movimiento del suelo

P1

P2

V1 + V2 = V

Cortante basal

P1

V1

V2

CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS AISC

• Combinaciones de carga ASD

– D– D + L – D + (Lr or S or R)– D + 0.75L + 0.75(Lr or S or R)– D ± (W or 0.7E)– D + 0.75(W or 0.7E) + 0.75L + 0.75(Lr or S or R)– 0.6D ± (W or 0.7E)

CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS AISC

• Combinaciones de carga LRFD

1. 1.4D

2. 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr or S or R)

3. 1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (0.5L or 0.8W)

4. 1.2D + 1.6W + 0.5L + 0.5(Lr or S or R)

5. 1.2D ± 1.0E + 0.5L + 0.2S

6. 0.9D ± (1.6W or 1.6E)

CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS AISI

• Combinaciones de carga ASD

– D

– D + L + (Lr or S or R)

– D + (W or E)

– D + L (Lr or S or R) + (W or E)

CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS AISI

• Combinaciones de carga LRFD

1. 1.4D + L

2. 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr or S or R)

3. 1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (0.5L or 0.8W)

4. 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(Lr or S or R)

5. 1.2D + 1.5E + 0.5L + 0.2S

6. 0.9D - (1.3W or 1.5E)

Métodos de análisis

• Método elástico– Material es elástico, lineal, homogéneo e isótropo.

– Miembros elásticos– Pequeñas deformaciones

METODOELÁSTICO

y

E

METODOS DE DISEÑO

• DEFINICIONES• Estado Limite- condicion en la que un material se

vuelve inutil para una funcion• Estado limite de resistencia- condicion limite que

afecta a la seguridad de la estructura, y que se ha agotado la capacidad para soportar carga

• Resistencia Requerida- esfuerzos o deformaciones del calculo estructural y que corresponden a las combinaciones ASD o LRFD

METODOS DE DISEÑO

• Resistencia Nominal- Resistencia de una estructura de una estructura sin la afectacion de factores de carga o seguridad.

• Se detetermina en los calculos, con las resistencias especificadas, dimensiones y ecuaciones de la mecanica estructural.

• Tambien se puede deteminar mediante pruebas de cargas o mediante las especificadiones de diseño