El esqueleto estructural

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria

Aldea Bolivariana Carlos Emiliano Salom

Programa Nacional de Formación de Ingenieros en Construcción Civil

Universidad De Las Comuna

Para: Ing. De: Bachilleres

Zamora Antonio Rosana Ramírez.

Yaritza Vergara.

Ciudad Bolívar, Octubre 2014

Introducción

El termino ingeniería estructural se aplica a la especialidad de la ingeniería civil que permite el planeamiento y el diseño de las partes que forman el esqueleto resistente de las edificaciones más tradicionales como edificios urbanos, construcciones industriales, puente, estructuras de desarrollo hidráulico

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El esqueleto estructural forma un sistema integrado de partes, denominadas elementos estructurales: vigas, columnas, losas, zapatas de cimentación y otros.

A menudo se requiere resolver problemas de elevada complejidad que se resuelven mediante técnicas de elementos finitos que obligan a penetrar en el cálculo diferencial e integral de diversas variables, temas de álgebra lineal, ecuaciones diferenciales y métodos numéricos.

La actividad profesional del ingeniero estructural se inicia con un bosquejo arquitectónico de la futura edificación, en el cual se comienzan a definir las dimensiones generales tanto en planta como en alzado. Compara las alternativas referentes al material básico de construcción: la conveniencia de usar concreto reforzado o preesforzado, acero, madera, mampostería confinada o reforzada, aluminio u otras posibilidades más recientes. Asimismo define previamente las dimensiones longitudinales y transversales de los elementos estructurales. En la ingeniería estructural de las obras urbanas, el trabajo entre arquitectos e ingenieros resulta a menudo inseparable.

Definidas las características geométricas preliminares se pasa al proceso de predimensionamiento de los elementos estructurales: dimensiones de las vigas y columnas.

ÍNDICE

.- INTRODUCCIÓN…………………………………….……… 3

.- Estados de esfuerzos…………………………….…………4

.-Deformación de vigas. …………………………….. 5, 6,7y8

.- Esfuerzos internos en vigas. ………………………….…...8

.- Cálculos en tensiones de vigas………………………….8y9

.- Principales usos de vigas en hierro acero y madera..10y11

.- Requisitos generales………………………………………..12

.-Sección critica…………………………………………………14

.-Refuerzos mínimo…………………………………………….14

.-Pandeo lateral…………………………………………….......14

.-Viga diafragma………………………………………………..15

.-Viga de gran canto……………………………………………16

.-Conclusión…………………………………………..…………18

.-Anexos…………………………………………………………19

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ESFUERZO

Fuerza se define como una interacción entre dos cuerpos; es una cantidad física vectorial que se describe mediante los conceptos intuitivos de “empujar” y “jalar”. Desde el punto de vista de la Dinámica, cuando se aplica una fuerza a un cuerpo, el efecto que tiene dicha fuerza es darle al cuerpo una aceleración y, por tanto, cambiar el estado de reposo o de movimiento uniforme que tenía el cuerpo antes de la aplicación de la fuerza. Esto viene descrito por la Segunda Ley de Newton.

En el ámbito de la Mecánica de los Medios Continuos, lo que nos interesa es el comportamiento que tiene la materia cuando se le aplica una fuerza. En este contexto, el efecto que tiene una fuerza aplicada sobre un determinado cuerpo es la deformación del mismo.

Para estudiar cómo se producen las deformaciones, debemos centrarnos primero en entender que la acción de la fuerza aplicada y el efecto producido dependerán directamente del área sobre la que está actuando la fuerza. Este efecto se denomina esfuerzo, se define como “fuerza por unidad de área” y lo vamos a representar.

Por ejemplo, se tiene un área A sobre la que se aplica una fuerza de magnitud F1 y se tiene la misma área A pero ahora se le aplica otra fuerza de magnitud F2, mayor que F1, como se indica la figura. ¿Cuál de las dos fuerzas ejercerá un mayor esfuerzo sobre A? La respuesta correcta es F2.ver anexo 1 y 2

Ahora se tiene un área A1 sobre la que está actuando una fuerza de magnitud F y se tiene la misma fuerza pero ahora actuando sobre otra área A2 mayor que la primera. ¿En cuál de los dos casos descritos se está realizando un mayor esfuerzo? En este caso la misma fuerza ejerce un mayor esfuerzo sobre el área más pequeña, ver anexo 3.

Matemáticamente, las relaciones anteriores entre fuerza, área y esfuerzo se pueden resumir por la expresión

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Matemáticamente, las relaciones anteriores entre fuerza, área y esfuerzo se pueden resumir por la expresión

O bien:

La relación anterior es una relación tensorial, de ahí que a  se le denomine tensor de esfuerzos:

El uso de los tensores es muy común en Física, siempre que tengamos que describir propiedades de la materia que varíen con la dirección. Si tenemos un cuerpo sólido al que se le aplica una fuerza en su superficie, con una determinada magnitud y en una determinada dirección, los esfuerzos generados se aplican en interior del cuerpo desde unas zonas hacia las zonas vecinas, dependiendo de su estructura molecular. Por ello, el tensor de esfuerzos no es un escalar, sino una matriz que describe la distribución de los esfuerzos en todas las direcciones del espacio dentro del material.

Deformación de vigas

Las vigas se dividen en isostáticas o hiperestáticas dependiendo del tipo de apoyo que tengan Si la viga tiene tres o menos incógnitas en sus reacciones, bastará con

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