1- Introduccion Al Diseño Estructural-Aspectos Basicos Del Diseño Estructural

7/23/2019 1- Introduccion Al Diseño Estructural-Aspectos Basicos Del Diseño Estructural

http://slidepdf.com/reader/full/1-introduccion-al-diseno-estructural-aspectos-basicos-del-diseno-estructural 1/48

DISEÑO ESTRUCTURALCOC-2103

INTRODUCCION AL DISEÑOESTRUCTURAL



ASPECTOS BASICOS DEL DISEÑOESTRUCTURAL

Etapas del diseño estructural:

1. Estructuración2. Análisis

3. Dimensionamiento



ESTRUCTURACION



ANALISIS



DIMENSIONAMIENTO



FACTOR DE SEGURIDAD YCONFIABILIDAD ESTRUCTURAL

• FACTOR DE SEGURIDAD:

= ( )

( ) ≥ 1



FACTOR DE SEGURIDAD YCONFIABILIDAD ESTRUCTURAL

• CONFIABILIDAD ESTRUCTURAL:

Esta asociada a la probabilidad de falla.

= 1 − Φ

Ω2 + Ω2

donde:

Φ(x)= Función de probabilidades distribuciónnormal (ver tablas)

μR/ μS=FS central (Resistencia/Solicitación)

Ω= coeficiente de variación (%)

Si PF>10-3 revela una situación de alto riesgo

Si PF<10-5 refleja una condición de bajo riesgo



CRITERIOS DE DISEÑO PARASEGURIDAD

Existen dos tipos de criterios de diseño:

1. Método de diseño elástico o de tensionesadmisibles

2. Método de diseño a la rotura o capacidadultima



DISEÑO ELÁSTICO O DE TENSIONESADMISIBLES

Este criterio establece que para las cargas de trabajo, ningún punto dela estructura puede tener una tensión superior a un valor ASMISIBLEque garantice que la estructura se mantenga en el rango elástico.

El criterio de diseño es:

∗ ≤ ∗

Donde S* y R* son las resistencias y la solicitación (combinación decargas) sometidas en una sección.

∗ =




Para una viga de H.A.:

≤ ′3

≤ 1.8 Donde:

=tensión de compresión máxima en el hormigón

=tensión de tracción en el acerof’c=resistencia del hormigón

=tensión de fluencia del acero




Este método de diseño es simple, pero el limitees menor que el DISEÑO A CAPACIDAD ULTIMA(que veremos a continuación), por lo que no es

economico (secciones de acero mayores, vigasde hormigón mas reforzadas).




Bajo este método los materiales resistentes noalcanzan capacidad máxima.

Ya que por ejemplo, el acero puede fluir sin que ello

signifique una falla en la sección. (Podemos aceptaren vigas metálicas que las fibras extremas fluyan yaumentamos la capacidad máxima de esta viga) En

vigas de Hormigón armado podemos aceptar que elacero de refuerzo fluya, sin que llegue a la rotura dela sección.



DISEÑO A LA ROTURA OCAPACIDAD ÚLTIMA

Este criterio fija la capacidad ultima de lasección considerando todos los elementos quela componen como un conjunto.

El criterio de diseño es:

∗∗

≤ ∗∗

Donde S** y R** son el esfuerzo ultimo y laresistencia ultima de la sección.



DISEÑO A LA ROTURA OCAPACIDAD ÚLTIMA

∗∗ = ∝

Con αi = factor de mayoración de la carga(asociado al grado de incertidumbre de ellas)

∗∗ = ∅

Rn = resistencia última nominal (especificada) = factor de minoración



DISEÑO A LA ROTURAO CAPACIDAD ÚLTIMA

Cuando se alcanza la capacidad ultima de la secciónno significa que falle.Existen varios estados limites:

- alcanzar la tensión máxima de un material en unasección del elemento- alcanzar la capacidad ultima de una sección de un

elemento

- alcanzar la carga de colapso de un elemento- alcanzar la carga de colapso de la estructuracompleta.



NORMAS DE CÁLCULO Y DISEÑO DEESTRUCTURAS

Las Normas establecen los requisitos mínimos quedeben cumplir las estructuras y provienen de:

- Estudios teóricos (modelos matemáticos que han

sido verificados con resultados experimentales)- Evidencias experimentales (estudios de

fenómenos reales, que son muy complicados demodelar y ser analizados teóricamente)

- Practica profesional llamada «estado del arte»(se basa en los buenos resultados obtenidos conlas practicas locales)




Las normas se actualizan a medida que elconocimiento avanza.

Nomenclatura:

NCh XXX. Of YY_MOD ZZNCh: norma chilena

XXX: numero de la norma

YY: año de oficializaciónZZ: año de modificación




Algunas de las normas extranjeras utilizadas enel diseño estructural son:

- ACI318S-08 (American Concrete Institute – Requisitos para concreto estructural)

- AISC (para diseño en acero)

- AASHTO (diseño de puentes)




Algunas de las normas chilenas utilizadas en el diseñoestructural son:

- NCh433.Of96_mod2009 (diseño sísmico de edificios

- D.S. N°60 V. y U. (13-12-2011) (requisitos de diseño ycálculo para el hormigón armado, complementa alACI318-08)

- D.S. N°61 V. y U. (13-12-2011) (diseño sísmico deedificios, complementa a la NCh433)

- NCh2123.Of97-mod2003 Albañilería Confinada

- NCh1198.Of2006 calculo de construcciones en madera



NORMAS DE CARGAS

Algunas de las normas chilenas utilizadas en eldiseño estructural son:- NCh1537 of 2009 Cargas permanentes y

sobrecargas de uso- NCh431.Of2010 sobrecargas de nieve- NCh432.Of2010 cargas de viento- NCh433.Of96_mod2009 (diseño sísmico de

edificios y cargas sismicas)- D.S. N°61 V. y U. (13-12-2011) (diseño sísmico deedificios, complementa a la NCh433)



NORMAS DE CARGAS

NCh1537 of 2009 Cargas permanentes ysobrecargas de uso

Cargas permanentes: son aquellas cuyavariación en el tiempo es despreciable (ej. Pesopropio de elementos estructurales, rellenos)

Sobrecarga: carga extra en un instante arbitrario,

valor medio de esta carga máxima en 50 años.(ej. Circulación de personas, autos, mobiliario)



NCh1537 of 2009 Cargas permanentesy sobrecargas de uso



NORMAS DE CARGAS


Area tributaria: Se utiliza para determinar lacarga que actúa sobre un elemento de laestructura.



AREA TRIBUTARIA



NORMAS DE CARGAS


Coeficiente de reducción de las sobrecargas de

uso: Se pueden reducir las cargas de uso comolo establece el punto 8.1 y 8.2 de la norma.



COEFICIENTE DE REDUCCION DE LASSOBRECARGAS DE USO



NCh431.Of2010 sobrecargas de nieve

• Esta carga esta presente solo en algunossectores de nuestro país

• Depende de la inclinación del techo



NCh432.Of2010 cargas de viento

• Determina la carga que ejerce el viento sobreuna estructura

• Las cargas varían en la altura y en la ubicación

geográfica de la estructura

• Se establecen cargas de presión sobre murostechumbres y succión.




• 1.2 Las cargas de viento de diseño para las estructuras,incluyendo el SPRFV y los revestimientos y elementossecundarios, deben ser determinados mediante alguno delos procedimientos siguientes:

• 1.2.1 Método 1: Procedimiento simplificado, t al como seespecifica en clausula 6 para edificios que cumplan con losrequerimientos allí especificados.

• 1.2.2 Método 2: Procedimiento analítico, tal como se

especifica en clausula 7 para edificios que cumplan con losrequerimientos allí especificados.• 1.2 .3 Método 3: Túnel de viento, tal como se especifica en

clausula 8.




f



NCh3171.Of2010 combinaciones decargas

• Establece los factores a aplicar y las cargas acombinar para el método de tensionesadmisibles y el método de rotura o capacidad

ultima.

h f b d




• Establece los factores a aplicar y las cargas acombinar para el método de tensionesadmisibles y el método de rotura o capacidad

ultima.

h f bi i d




• Diseño por tensiones admisibles:

NCh3171 Of2010 bi i d




• Diseño a la rotura:

1- Introduccion Al Diseño Estructural-Aspectos Basicos Del Diseño Estructural

Documents

Transcript of 1- Introduccion Al Diseño Estructural-Aspectos Basicos Del Diseño Estructural