ESTRUCTURAS METALICAS Y DE MADERA

Profesor: Luis Zegarra C.

BIBLIOGRAFIA

1. Norma Tcnica de Edificacin E.090 ESTRUCTURAS METALICAS. Ministerio de Vivienda, Construccin y Saneamiento, 2004. 2. Manual of Steel Construction - Load & Resistance Factor Design (LRFD). American Institute of Steel Construction (AISC), 1993. 3. Detailing for Steel Construction. AISC Publication No. MO13. 1st. Edition, 1983. 4. Steel Structures. Design and Behavior. Emphasizing Load and Resistance Factor Design. Charles G. Salmon and John E. Johnson. Third Edition. Harper Collins Publishers Inc, New York, 1990.

BIBLIOGRAFIA

5. LRFD Steel Design. William T. Segui. 2nd. Edition. Brooks/Cole Publishing Company, 1999. 6. Diseo de Acero Estructural. Joseph E. Bowles. Editorial LIMUSA, 1991. 7. Diseo de Estructuras de Acero: Mtodo LRFD. Jack Mc Cormac. 2. Edicin. Alfaomega Grupo Editor, Mxico, 2002. 8. Diseo Estructural en Acero (Con nfasis en el Mtodo de diseo con Factores de Carga y Resistencia). Luis Zapata B. Libro 8 de la Coleccin del Ingeniero Civil, Colegio de Ingenieros del Per, 1991. 9. Design of Steel Structures. Edwin H. Gaylord and Charles N. Gaylord. 2nd. Edition. Mc. Graw-Hill Book Co., New Cork, 197210.Designing Steel Structures. Sol E. Cooper, Andrew C. Chen. (PUCP: TA 684 C75)

Capitulo 1

INTRODUCCION

1.1 Generalidades

CRITERIOS DE BASE

1.- La Norma Peruana de Acero es la E.090 ESTRUCTURAS METALICAS.

2.- El sistema de unidades que emplea la Norma es el Sistema Internacional (SI).

SISTEMA INTERNACIONAL (SI)

Unidades bsicas: Longitud = metro = m Masa = kilogramo = kg Tiempo = segundo = s

Unidades derivadas: Fuerza= newton= N Presin= pascal = Pa = 1N/m2 Energa= joule= J = 1 Nxm

(1 newton es la fuerza que a un cuerpo con una masa de 1 kg le produce una aceleracin de 1 m/s2)

EQUIVALENCIAS

g = 9.806650 m/s2 1 kg-f= 9.806650 N (exacto) 1 kg-f= 2.204622 lb-f 1 MPa= 1 N/mm2 1 MPa= 10.2 kg-f/cm2 1 ksi= 6.894757 MPa 1 kip= 1 000 lb = 4448.222 N

VALORES USUALES

E = 2 030 000 kg-f/cm2 = 200 000 MPa = 29 000 ksi G= 780 000 kg-f/cm2=77 200 MPa= 11 200 ksi

Peso unitario del acero = 7 850 kg-f/m3= 77 kN/m3= 490 lb-f/ft3

DESARROLLO DEL CURSO

1.- Estudio de elementos aislados sometidos a diferentes solicitaciones.

2.- Su conexin a los elementos de apoyo.

3.- Ensamblado de estos elementos para constituir estructuras.

1.2 Clasificacin de estructuras

TIPOS USUALES DE ESTRUCTURAS METALICAS

1.- Prticos con conexiones rgidas 2.- Prticos con conexiones de corte 3.- Prticos biarticulados de alma llena 4.- Tijerales 5.- Arcos

EDIFICIO TUBULAR

Planta de un edificio tubular(Amit Urs Stability Analisis of Frame Tall Buildings)

PORTICOS CONEXINES RIGIDAS

PORTICOS CON CONEXIONES DE CORTE

PORTICO BIARTICULADO DE ALMA LLENA

TIJERALES

TIJERALES

UNIONES DE NUDOSEN TIJERAL

rea de planchas194m2Peso. 800kgPeso: 840 kgf Peso: 840kgfrea de planchas: 194m2ARCOS

CUPULA ESFERICA

COLISEO BONILLA MIRAFLORES

ELEMENTOS LIVIANOS DE ACERO

LAMINA PREFORMADA ACERO - DECK

PLANCHA COLABORANTE

PLANCHA COLABORANTE

SISTEMA QUICKWALL PARA VIVIENDAS

1.3 Criterios de seguridad

CRITERIOS DE SEGURIDAD

Debe cuidarse la Seguridad a la Rotura y el buen funcionamiento en Condiciones de Servicio.

Debe tenerse en cuenta que todos estos factores se comportan con criterios probabilsticos.

RESISTENCIA CARACTERISTICA

Para los materiales se emplea la Resistencia Caracterstica que es menor que la resistencia promedio, y que se establece bajo la condicin de que no ms de 1 en un cierto nmero de ensayos (por ejemplo 1 en 10) dar una resistencia menor que la caracterstica.

Distribucin Probabilstica de Solicitaciones, Q, y Resistencias, R

INDICE DE CONFIABILIDAD,

CONTROL DE CALIDAD

1.4 Procedimientos de diseo

PROCESO DE DISEO

Es un proceso iterativo que pasa por las siguientes etapas:1.- Anteproyecto2.- Anlisis3.- Diseo

FUNCIONES DE UN BUEN DISEO

1.- Funcin de Uso2.- Funcin de Seguridad3.- Funcin Esttica4.- Funcin econmica

Gnesis del esquema estructuralRAZON Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALESEduardo Torroja

Gnesis del esquema estructuralRAZON Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALESEduardo Torroja

Gnesis del esquema estructuralRAZON Y SER DE LOS TIPOS ESTRUCTURALESEduardo Torroja

METODOS DE DISEO 1.- Diseo por Esfuerzos Admisibles Allowable Stress Design (ASD)

2.- Diseo por Factores de Carga y Resistencia (Estados Lmites) Load and Resistance Factor Design (LRFD)

ESTADOS LIMITES Son aquellas condiciones de una estructura en que sta deja de cumplir su funcin especfica

Pueden ser de RESISTENCIA o deSERVICIO.

ESTADOS LIMITES DE RESISTENCIA 1.- Esfuerzos 2.- Pandeo 3.- Fatiga 4.- Volteo 5.- Deslizamiento

ESTADOS LIMITES DE SERVICIO 1.- Deflexiones 2.- Vibracin 3.- Fisuracin

1.5 Reglamentos

CARGAS PARA EL DISEO 1.- Norma E.020 CARGAS 2.- Norma E.030 DISEO SISMORRESISTENTE

1.- La Norma Peruana de Acero es la E.090 aprobada en Febrero de 2004.

2.- La Norma E.090 emplea el mtodo de diseo por Factores de Carga y Resistencia (LRFD).

3.- Por existir an muchos profesionales que emplean el mtodo de diseo por Esfuerzos Admisibles (ASD), presenta procedimientos mnimos de diseo por este mtodo.

CONDICION GENERAL DE SEGURIDAD

CARGAS, FACTORES DE CARGA Y COMBINACIN DE CARGAS-1

Las siguientes cargas nominales deben ser consideradas:

D :Carga muerta debida al peso propio de los elementos y los efectos permanentes sobre la estructura.L :Carga viva debida al mobiliario y ocupantes.Lr :Carga viva en las azoteas.W :Carga de viento.S :Carga de nieve.E :Carga de sismo de acuerdo a la NTE E.030 Diseo Sismorresistente.R :Carga por lluvia o granizo.

CARGAS, FACTORES DE CARGA Y COMBINACIN DE CARGAS-2

La resistencia requerida de la estructura y sus elementos debe ser determinada para la adecuada combinacin crtica de cargas factorizadas. Para la aplicacin del mtodo LRFD, las siguientes combinaciones deben ser investigadas:1,4D (1.4-6)1,2D + 1,6L + 0,5(Lr R) (1.4-2)1,2D + 1,6(Lr S R) + (0,5L 0,8W) (1.4-3)1,2D + 1,3W + 0,5L + 0,5(Lr S R) (1.4-4)1,2D 1,0E + 0,5L + 0,2S (1.4-5)0,9D (1,3W 1,0E) (1.4-6)

IMPACTO

En el caso de estructuras que soporten carga viva que produce impacto, deber considerarse un incremento en la carga viva nominal debido a este efecto. En el caso del mtodo LRFD este incremento se aplica en las combinaciones 1.4-2 y 1.4-3

IMPACTO

Si no hay indicacin en contrario los incrementos sern los siguientes:(a) Apoyos de ascensores ...................... 100%(b) Apoyos de maquinaria liviana accionada por ejes o motores . 20%(c) Apoyos de maquinas reciprocantes . 50%(d) Tirantes que soportan pisos y voladizos 33%(e) Vigas de puente gra con cabina de operador y sus conexiones .................. 25%(f) Vigas de puente gra con control colgante y sus conexiones 10%

FUERZAS HORIZONTALES EN PUENTES GRUA

La fuerza lateral nominal que se genera en la va del puente gra por el movimiento del polipasto no debe ser menor al 20% de la suma del peso izado y el peso del polipasto. No debe incluirse el peso de otras partes de la gra.

FUERZAS HORIZONTALES EN PUENTES GRUA

Esta fuerza debe aplicarse en la parte superior de los rieles actuando en la direccin normal al desplazamiento del puente gra y debe ser distribuida considerando la rigidez lateral de la estructura que soporta los rieles.

FUERZAS HORIZONTALES EN PUENTES GRUA

La fuerza longitudinal nominal tendr un valor mnimo de 10% de las mximas cargas de rueda de la gra aplicada en la parte alta del riel, a menos que se especifique otra cosa.

1.6 Ayudas de diseo

DOCUMENTOS DE DISEO

1.- Planos: - de Ingeniera Bsica - de Taller 2.- Especificaciones Tcnicas 3.- Memoria Descriptiva

MANUAL DEL AISC

Datos de perfiles

Grfico paradiseo deVigas.

MANUAL AISC

AYUDASPARAELDISEO

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