Concepto estructural para el acero

GUH2002ARQUITECTURA ESTRUCTURAL DEL ACERO

CONCEPTOCONCEPTO ESTRUCTURALESTRUCTURAL

APROXIMACION A UNA TEORIA FUNDAMENTAL


INTRODUCCION INTRODUCCION

ESTRUCTURAESTRUCTURA es es

un elemento natural capaz un elemento natural capaz de captar y transmitir de captar y transmitir

cargas en condiciones de cargas en condiciones de seguridadseguridad y y convenienciaconveniencia


ELEMENTO MATERIALELEMENTO MATERIAL

● Elemento proveniente de la naturaleza, ya sea Elemento proveniente de la naturaleza, ya sea espontáneo o transformado por el hombre.espontáneo o transformado por el hombre.

● Responde a la accion de las cargas mediante Responde a la accion de las cargas mediante una resistencia ale movimiento y una una resistencia ale movimiento y una deformacion casi imperceptible.deformacion casi imperceptible.


ELEMENTO MATERIALELEMENTO MATERIAL

● Está dotado de propiedades Está dotado de propiedades fisico-mecanicas como la fisico-mecanicas como la Elasticidad, Fluencia, Elasticidad, Fluencia, Fragilidad, Isotropia y Fragilidad, Isotropia y ResistenciaResistencia

● Sin embargo, otras Sin embargo, otras propiedades como propiedades como color, olor, color, olor, sabor, textura o rugosidad sabor, textura o rugosidad no no presentan importancia presentan importancia estructural.estructural.


El elemento material El elemento material conformado como una conformado como una

PIEZA ESTRUCTURALPIEZA ESTRUCTURAL

se opone a la accion de las cargas se opone a la accion de las cargas que obran sobre una que obran sobre una

BARRA ESTRUCTURALBARRA ESTRUCTURALAcción

Reacción


LA PIEZA ESTRUCTURALLA PIEZA ESTRUCTURAL

● Se forma una Se forma una PIEZA MATERIAL PIEZA MATERIAL cuyos atributos son:cuyos atributos son:– La forma estructuralLa forma estructural– El tamaño de la seccion El tamaño de la seccion

transversal.transversal.

● Configurando así los elementos de Configurando así los elementos de lala

● RESPUESTA ESTRUCTURALRESPUESTA ESTRUCTURAL


La Respuesta estructural es puesLa Respuesta estructural es pues

Un conjunto compuesto por tres Un conjunto compuesto por tres elementos:elementos:

✓ El materialEl material✓ La FormaLa Forma

✓ El TamañoEl Tamaño

Cuya manifestación física es unaCuya manifestación física es una

P i e z a E s t r u c t u r a lP i e z a E s t r u c t u r a l


La pieza Estructural se opone a La pieza Estructural se opone a

La acción de la cargaLa acción de la carga

RESISTIENDO FISICAMENTERESISTIENDO FISICAMENTE

la tendencia al desplazamientola tendencia al desplazamiento


Funcion estructuralFuncion estructural

● La La CARGACARGA es toda acción es toda acción externa que tienda a externa que tienda a cambiar el estado de cambiar el estado de movimiento del cuerpo. movimiento del cuerpo.

● Actúa preferencialmente por Actúa preferencialmente por contacto, aunque tambien lo contacto, aunque tambien lo hace por choque o hace por choque o influencia ambiental.influencia ambiental.


● El El CUERPO CUERPO cuenta con una dimensión men cuenta con una dimensión men surable para recibir la acción de la surable para recibir la acción de la CARGACARGA. . Esta dimensión se conoce como el Esta dimensión se conoce como el

MEDIO ESTRUCTURALMEDIO ESTRUCTURAL

Función estructuralFunción estructural

LongitudAlto


La restricción estructuralLa restricción estructural

✓ Toda barra debe interconec Toda barra debe interconec tarse con otras similares para tarse con otras similares para poder transmitir las cargas que poder transmitir las cargas que recibe.recibe.

✓ Se dice entonces que está Se dice entonces que está ✓ RESTRINGIDARESTRINGIDA y a su vez y a su vez✓ restringe a las otras barras con restringe a las otras barras con

las cuales se conecta.las cuales se conecta.


EXIGENCIA ESTRUCTURALEXIGENCIA ESTRUCTURAL

✓ Al actuar la carga sobre una Al actuar la carga sobre una BARRA debidamente restringida BARRA debidamente restringida en sus extremos contra el movi en sus extremos contra el movi miento, se induce la acción miento, se induce la acción estructural completa, dando lugar estructural completa, dando lugar al fenómeno de la al fenómeno de la

EXIGENCIA EXIGENCIA ESTRUCTURALESTRUCTURAL


La EXIGENCIA se configura cuandoLa EXIGENCIA se configura cuando

La La CargaCarga actúa sobre un medio materia actúa sobre un medio materia

lizable, que tenga una dimensión medible lizable, que tenga una dimensión medible y al cual sea posible restringir en sus y al cual sea posible restringir en sus

extremos.extremos.

Es entonces cuando se produce laEs entonces cuando se produce la

BARRA ESTRUCTURALBARRA ESTRUCTURAL


Al aplicar las condiciones de laAl aplicar las condiciones de laBarra Barra a la a la PiezaPieza

✓ Se configura una Se configura una estructura probableestructura probable. .

lo que no quiere decir que esta es una lo que no quiere decir que esta es una solucion adecuada al problema que se solucion adecuada al problema que se

ha planteado. Simplemente, se han ha planteado. Simplemente, se han coordinado coordinado dos conjuntos, cuyos dos conjuntos, cuyos

elementos son compatibles.elementos son compatibles.


B

BB

B

B

BB

BB

Barras (Elementos de exigencia)

P

P

P

P

P

P

P

PP

P

P

P

P

Piezas (elementos de repuesta)

B+P

B+P

B+P

B+P

B+P

B+P

B+P

ESTRUCTURAS PROBABLES


Para que la estructura resultante sea Para que la estructura resultante sea posible, posible, es necesario que mantenga su es necesario que mantenga su

integridad física, es decir que sea integridad física, es decir que sea SEGURASEGURA


EN CONDICIONES DE SEGURIDADEN CONDICIONES DE SEGURIDAD

➪ La BARRA, llevada a la realidad por la PIEZA, permite La BARRA, llevada a la realidad por la PIEZA, permite establecer condiciones deestablecer condiciones de

» EquilibrioEquilibrio (Ausencia de movimiento)(Ausencia de movimiento)

» EstabilidadEstabilidad (Imposibilidad de movimiento)(Imposibilidad de movimiento)

» ResistenciaResistencia ( ( Oposición a la rotura)Oposición a la rotura)


B

BB

B

B

BB

BB

Estructuras Inseguras

P

P

P

P

P

P

P

PP

P

P

P

P

B+P

B+P B+P

B+P

B+P

B+P

B+P

Estructuras PosiblesEstructuras Posibles

Criterio de seguridadCriterio de seguridad


Pero además la estructura debe ser Pero además la estructura debe ser deseable, por lo cual debe serdeseable, por lo cual debe ser

CONVENIENTECONVENIENTE


Para ser convenientePara ser conveniente

● El Conjunto estructural (Barra-El Conjunto estructural (Barra-Pieza) se eva lúa entonces Pieza) se eva lúa entonces para establecer sus atributos para establecer sus atributos subjetivossubjetivos::– EconomiaEconomia, , en el uso de en el uso de

material, forma y esfuerzo.material, forma y esfuerzo.– FuncionalidadFuncionalidad al cumplir su al cumplir su

misiónmisión– EsteticaEstetica, en la conjugación , en la conjugación

armoniosa con el ambiente armoniosa con el ambiente en el cual se ubica.en el cual se ubica.


B

BB

B

B

BB

BB

P

P

P

P

P

P

P

PP

P

P

P

P

B+P

B+P B+P

B+P

B+PB+P

B+P

Criterio de seguridadCriterio de seguridad

Criterio de convenienciaCriterio de conveniencia Estructuras deseables

LALA ESTRUCTURA ESTRUCTURA


LA FORMA ESTRUCTURALLA FORMA ESTRUCTURAL

✓ La distribución de la materia dentro de la sec La distribución de la materia dentro de la sec ción transversal determina la ción transversal determina la

CAPACIDADCAPACIDAD para oponerse a la acción de las cargas.para oponerse a la acción de las cargas.✓ La cantidad de materia contenida dentro de la La cantidad de materia contenida dentro de la

sección transversal determina elsección transversal determina el

POTENCIAL DE RESISTENCIAPOTENCIAL DE RESISTENCIA


Algo mas sobre la forma y el tamaño de Algo mas sobre la forma y el tamaño de la seccion.la seccion.

✓ En tracción, todas las fibras resisten por igual. En tracción, todas las fibras resisten por igual. La forma La forma NO ES IMPORTANTE. NO ES IMPORTANTE. Solamente Solamente importa LA CANTIDAD de material, es decir el importa LA CANTIDAD de material, es decir el TAMAÑO.TAMAÑO.

✓ Ante las demás acciones (Compresion, flexion, Ante las demás acciones (Compresion, flexion, torsión) la distribución del material dentro de la torsión) la distribución del material dentro de la sección (es decir la FORMA), es importante. sección (es decir la FORMA), es importante. Pero también lo es el tamaño de la seccion.Pero también lo es el tamaño de la seccion.


LLa accion estructurala accion estructural➭ LaLa CARGACARGA incita al movimiento incita al movimiento

de la BARRA, que al estar de la BARRA, que al estar RESTRINGIDA, RESTRINGIDA, despierta la despierta la acción RESISTENTE de la acción RESISTENTE de la

PIEZA, PIEZA, ll➭ a cual responde oponiendose a a cual responde oponiendose a

las acciones externas con su las acciones externas con su capacidad interna y capacidad interna y deformandose de acuerdo deformandose de acuerdo

con su elasticidad natural.con su elasticidad natural.


Diseñar, Proyectar, Evaluar.Diseñar, Proyectar, Evaluar.➨ Definir el tamaño, si se conoce el Definir el tamaño, si se conoce el

material y la forma es material y la forma es DISEÑARDISEÑAR

➨ ((CalcularCalcular dicen algunos dicen algunos))


Diseñar, Proyectar, Diseñar, Proyectar, EvaluarEvaluar..

PeroPero seleccionar seleccionar la forma, una vez la forma, una vez conocido el material y el conocido el material y el tamaño,tamaño, es es

PROYECTAR.PROYECTAR.


Diseñar, Proyectar, Evaluar.Diseñar, Proyectar, Evaluar.

mientrasmientras que comprobar la calidad del que comprobar la calidad del

Material propuesto, conocido el tamaño y Material propuesto, conocido el tamaño y la la

forma de la pieza, esforma de la pieza, es EVALUAR EVALUAR..


En conclusión:En conclusión:

● Diseñar una estructura metalica no es Diseñar una estructura metalica no es solamente un proceso numerico o la solamente un proceso numerico o la aplicación de un códigoaplicación de un código

● implica un analisis muy profundo, para implica un analisis muy profundo, para dar una solucion de verdad.dar una solucion de verdad.

Concepto estructural para el acero

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