Apuntes de estructura

ESTRUCTURA

Estructura: es un conjunto de elementos resistentes

convenientemente dispuestos y vinculados, que interaccionan

entre si con el objeto de soportar cargas

Estas se generan a partir de: barras, arcos, cables, placas planas,

placas curvas y membranas

Finalidad: es la de recibir, resistir y transmitir las cargas a los

apoyos y de estos al terreno, sin sufrir deformaciones

incompatibles con el tipo de material empleado ni con el uso del

edificio.

BARRA: elemento que posee una sección transversal de

dimensiones pequeñas con respecto a su longitud.

Condiciones requeridas por una estructura:

1. ESTABILIDAD: capacidad de su estructura de impedir todo

movimiento de la misma como conjunto

-La tendencia al vuelco debe ser balanceada con la acción del peso

de la construcción

-La tendencia al deslizamiento debe ser balanceada con fricción

entre el terreno y la base de la estructura y por la coacción que

proporciona el suelo ubicado en la cara opuesta del edificio

*Estas pueden ser producidas por el efecto del viento o sismo, es

decir, acciones laterales

Existirá a su vez una tendencia a la flotación que debe ser

balanceada con el peso de lo construido

2. RESISTENCIA: es la capacidad que le brinda el material

empleado en función de sus características, de soportar las cargas

con tensiones adecuadas

-La resistencia de un material es un valor limite, denominado

tensión de falla.

-Para ello es necesario trabajar con una fracción de dicha

resistencia del material, denominada tensión admisible, que se

obtiene mediante los coeficientes de seguridad estipulados por los

reglamentos vigentes en cada país

3. RIGIDEZ: capacidad que le brinda el material empleado y las

características geométricas de soportar las cargas con

deformaciones adecuadas

4. ECONOMIA: condición inherente a un quehacer profesional

que implica mucho más que el costo de los materiales a emplear

en la ejecución de la obra

CARGAS

Clasificación de cargas:

1. SEGUN SU ORIGEN

a) Gravitacionales: actúan sobre una estructura como

consecuencia de la acción de la gravedad, atracción de la tierra,

por ejemplo: acumulación de nieve en una cubierta

b) Viento: cuando una masa de aire en movimiento interactúa

sobre una construcción que se halle interpuesta en su

desplazamiento.

-La cara de la construcción expuesta al viento recibirá una presión

de la masa de aire y las demás caras y en particular la opuesta,

succión

c) Acción Sísmica: es un fenómeno natural impredecible.

Repentinamente se generan desplazamientos del terreno de

fundación debido a una brusca liberación de energía, producida en

la cabeza terrestre por fractura de las rocas que la componen

**En el sismo intervienen valores de:

Intensidad: se asigna en función de los efectos causados en el

hombre, construcciones y en el terreno

Magnitud: registra la cantidad de energía liberada y es

independiente de la localización de los instrumentos que lo

registren

d) Naturales: aquellas que ejercen los líquidos sobre las paredes y

el fondo del recipiente que los contenga, presión.

*Por ejemplo:

En un sótano los muros de contención de suelo reciben un empuje

activo, en cambio, la estructura por acciones exteriores tiende a

empujar al suelo, denominado pasivo

e) Deformaciones impuestas: tales como el caso de un descenso

local de una base o deformación excesiva de las vigas o losas del

entrepiso que determinan cargas que provocan acciones a

considerar

-También, debido a que la diferencia de temperatura genera

variaciones de longitud de los distintos extremos.

2. SEGÚN TIEMPO DE APLICACIÓN

a) Cargas Estáticas: aquellas que actúan sobre los elementos

resistentes sin variar su estado de reposo o variando lentamente en

el transcurso del tiempo

b) Cargas Dinámicas: las que varían rápidamente en el tiempo y

en todos los casos actúan en estado de movimiento

Pueden ser:

** Móviles: Cuya dirección de movimiento no coincide con la

dirección de acción de la misma. Ej: un vehículo recorriendo un

puente o un puente grúa desplazándose sobre la viga de apoyo

** De Impacto: Cuya dirección de movimiento coincide con la

acción de la misma.

*Si el periodo de oscilación propio de la estructura coincide con

el correspondiente a la perturbación provocada por ráfagas de

viento, se genera un fenómeno denominado RESONANCIA, el

cual puede ocurrir el colapso de la estructura.

2. SEGÚN VARIACION EN EL TIEMPO:

a) Permanentes: cuando actúa toda la vida útil estimada de la

construcción. Estas son las cargas derivadas del peso propio de los

elementos resistentes, los cerramientos, las instalaciones, etc.

b) Sobrecargas: acciones debidas al uso del edificio, factores

climáticos o movimientos telúricos. Son cargas de posible acción

durante el transcurso de la vida útil del edificio

c) Accidentales: aquellas debidas a catástrofes o fenómenos

naturales imprevistos por ser excepcionales.

3. SEGÚN SUPERFICIE DE INCIDENCIA:

a) Concentradas: Dado un elemento resistente, apoyado sobe un

plano rígido, tal que su superficie de apoyo es pequeña, su acción

sobre el denominado plano puede considerarse como una carga

concentrada en un punto.

b) Distribuida:

*Superficialmente: si el cuerpo se apoya de manera tal que las

dimensiones de la superficie de apoyo son mayores que la restante

dimensión del cuerpo, la carga total se distribuye en toda la

superficie de incidencia

Si el espesor es constante, la carga será superficial y

uniformemente distribuida

c) Linealmente: Si el cuerpo se poya de manera tal que las

dimensiones de la superficie de apoyo son tales que una de ellas es

mayor que los dos restantes, la carga total se considera repartida a

lo largo de la longitud del elemento resistente, determinando una

carga linealmente distribuida.

Si la sección transversal es constante, la carga será lineal,

uniformemente distribuida

CARGA TOTAL DE SERVICIO: que un elemento debe

soportar es la suma de las cargas debidas al peso propio y las

debidas a los demás elementos que se apoyan sobre el

Concentradas: Q: G+P

Distribuidas: q: g+p

Carga Útil: la cual es debida a la ocupación y uso, suele

denominarse también sobrecarga

Carga de Servicio o estado de carga: conjunto de acciones a las

que puede estar sometido una estructura o un elemento estructural,

para el uso previsto, durante su vida útil.

Carga Ultima o mayorada: aquella que, multiplicada por los

factores de mayoración apropiados se utiliza con el objeto de

dimensionar elementos estructurales según el criterio de seguridad

LRFD

CARGAS GRAVITATORIAS: se transmiten de elemento a

elemento, variando su intensidad y su tipo de distribución acorde a

la superficie de incidencia del elemento sustentado sobre el

elemento sustentante que actúa como apoyo.

**Un análisis de cargas consiste en la determinación de las

intensidades de carga que le corresponden a cada elemento dentro

del esquema estructural planteado

• CARGA REQUERIDA PARA LA DETERMINACION DE LA

SECCION ESTRUCTURAL:

1. Cargas Permanentes o muertas(D): Peso propio de la

estructura, maquinarias fijas o adheridas a la estructura y todo

elemento de la construcción previsto con carácter permanente

2. Cargas variables o vivas(L): Acciones de ocupación, uso y

montaje; acciones térmicas generadas por equipamientos, acciones

de líquidos, acciones de granos o materiales sueltos, y acciones de

maquinarias, equipos, cargas móviles incluyendo el efecto

dinámico cuando sea significativo.

ESTATICA:

-Estudia el equilibrio de los sistemas de fuerzas actuantes sobre

los cuerpos en reposo

VECTORES: son los elementos gráficos que se utilizan para

REPRESENTAR fuerzas y las premisas, operaciones y

conclusiones obtenidas seguidamente pueden asignarse entonces,

a los sistemas de fuerzas

**Propiedades: (El argumento se define mediante dirección y

sentido)

1. Modulo: es la parte escalar de la magnitud, que da la medida de

uno en relación a otro considerado como unitario

2. Dirección: es el ángulo medido entre la recta de acción del

vector y un eje de referencia

3. Sentido: queda determinado desde el origen hacia el extremo

del segmento representativo.

Este se indica con una flecha ubicada en el extremo del vector.

4. Posición: determinada por un punto coordenada (x;y) por donde

pasa la recta de acción

**Pueden ser:

1. Aplicados: es cuando el comportamiento a estudiar del cuerpo

varia con el punto de incidencia del mismo, llamado punto de

aplicación.

Se emplean en el estudio de sistemas

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