EL PROYECTO ESTRUCTURAL
ESTRUCTURA • ECONÓMICA• SEGURA • FACTIBLE
FCEFyN-UNC ESTRUCTURAS METALICAS Y DE MADERA-2010
PROCESO DE PROYECTAR PROCESO ITERATIVO
1) SELECCION TIPO DE ESTRUCTURA
PASOS a) Exigencias funcionalesb) Esteticasc) Materiald) Sueloe) Tecnologiaf) Proceso constructivog) Presupuesto
2) DETERMINACION DE LAS CARGAS
3) DETERMINACION DE LAS SOLICITACIONES DE LA SECCION
4) SELECCION DE:
EN BASE A CONDICIONES DE:
a) FORMA DE LOS ELEMENTOS SECCIONALES
b) DIMENSIONESc) FORMA Y TIPO DE LAS
UNIONES
5) VERIFICACION DE FUNCIONAMIENTO BAJO CONDICIONES DE SERVICIO
6) EVALUACION DE LA ALTERNATIVA
a) Seguridadb) Economiac) Factibilidad de montaje
7) REDISEÑO O AJUSTE
8) ELECCION Y DESARROLLO FINAL DEL PROYECTO
MATERIALES – ACEROACERO ESTRUCTURAL
2) COMPOSICION QUIMICA
1) NORMAS DE CONTROLIRAM-IAS U 500-503/2003 ACERO ESTRUCTURAL
IRAM-IAS U 500-42/2003 CHAPAS DE ACERO ASTM PARA ESTADOS UNIDOS –(MAS ABARCATIVA)
a) carbonoAumenta dureza y
resistenciaAumenta fragilidad
b) Fosforo, azufre Igual efecto que carbono
c) Mn,Cr,Ni,Va, Mb
Aumenta mucho la resistencia
Elevados costos
Dan contenidos maximos de C,S,P,Cr,etc
3) PROCESOS DE FABRICACION
MATERIALES – ACEROPROPIEDADES MECANICAS
3) Tension de fluencia “Fy”
1) Zona elastica
DeformacionesNo permanentes
2) Zona plastica
DeformacionesPermanentes
4) Tension de Rotura “Fu”
5) Limite de proporcionalidad “Fprop”
MATERIALES – ACERO El limite de utilizacion en obras civiles en zona plastica depende
de las deformaciones admisibles Gran reserva plastica El limite superior de fluencia se alcanza solo en ensayos rapidos El modulo elastico NO es constante hasta la fluencia, sino que
antes deja de ser proporcional la deformacion y la tension. Este limite de proporcionalidad es de 0,5 a 0,8 Fy
Aceros de alta resistencia no tienen punto claro de fluencia se define este limite graficamente, son aceros muy fragiles
Diagramas son validos tanto para traccion como para compresion (en compresion tener en cuenta pandeo)
Modulo de elasticidad longitudinal E=200.000MPa Modulo de elasticidad transversal G=77.200MPa Coeficiente de Poisson en periodo elastico lineal =0,30 Peso especifico a=77,3 KN/m3 Coeficiente de dilatacion termica
CARACTERISTICAS MECANICAS PERFILES ACERO
CARACTERISTICAS MECANICAS CHAPAS ACERO
MATERIALES – ACEROPROPIEDADES FISICAS
1) DUCTILIDAD - TENACIDAD
Capacidad de soportar grandes deformaciones sin romperse
Distribucion de tensiones evita rotura fragil
Disipacion de energia frente a solicitaciones dinamicas
2) SOLDABILIDAD Capacidad del acero de ser
soldado sin fragilizarse Garantizada por la composicion
quimica
3) PROTECCION CONTRA LA CORROSION
Deben ser protegidos con pinturas o revestimiento
4) RESISTENCIA AL FUEGOA partir de los 300 grados baja mucho la resistencia deben ser protegidos con revestimiento
5) RESISTENCIA A LA FATIGA Debido a cargas pulsatoriasDisminuye resistenciaImportante en puentes grua y viga carril
FORMAS SECCIONALES SECCIONES LAMINADAS EN CALIENTE
FORMAS SECCIONALES SECCIONES ARMADAS
SECCIONES PLEGADAS EN FRIO
SEGURIDAD ESTRUCTURALLa estructura DEBE SER PROYECTADA Y CONSTRUIDA para:
Toda su VIDA UTIL permanezca APTA PARA SU USO Durante EJECUCION Y USO resista ACCIONES de ACTUACION PROBABLE Frente a PROBABLES IMPACTOS, EXPLOSIONES o ERRORES HUMANOS no sufra daños de magnitud desproporcionada Relación ACEPTABLE DURABILIDAD-COSTO DE MANTENIMIENTO
Estas representan condiciones de SEGURIDAD Y RESISTENCIA
SEGURIDAD
RESISTENCIA
RESISTENCIARESISTENCIA
REQUERIDA
ACCIONES NOMINALES (valores dados por Reglamento corresponden a minimo valor posible a considerar)
Permanentes Tiene poca variación durante la vida útil de la estructura (tiempos de aplicación prolongados) a) PESO PROPIO Db) IMPEDIMIENTO DE CAMBIOS DIMENSIONALES POR VARIACION TERMICA, CONTRACCION, etc.ASENTAMIENTO DE APOYOS Tc) ACCIONES DE LIQUIDOS F
RESISTENCIA REAL O DE DISEÑO
ACCIONES NOMINALES (cont..) Variables (CIRSOC 101,102,104)
Tiene elevada probabilidad de actuacion y variaciones frecuentes y continuas no despreciables durante la vida útil de la estructuraÑ:a) Ocupacion, uso en PISOS (carga util y sobrecargas), montaje en pisos Lb) Carga util de techo, mantenimiento y montaje de CUBIERTAS Lrc) VIENTO W
d) Nieve y hielo S e) Peso y empuje lateral de suelos y agua en suelo H
f) Agua de lluvia o hielo (no acumulacion) R
ACCIDENTALES Tiene POCA probabilidad de actuación pero valor MUY SIGNIFICATIVO:a) SISMO E (IMPRES-CIRSOC 102)b) TORNADOS, EXPLOSIONES, IMPACTOS DE VEHICULOS, MOVIMIENTOS DE SUELOS, AVALANCHAS
METODOS DE CALCULO ESTRUCTURAS METALICAS REGLAMENTO 301 AÑO 1982
Metodo de TENSIONES ADMISIBLES
coef de seguridad UNICO
ESTRUCTURAS METALICAS REGLAMENTO 301-EL(ESTADOS LIMITES) VIGENTE AÑO 2005 Metodo de FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA
Basado en la norma AISC-LRFD (Norteamericana)
ESTADOS LIMITESUn ESTADO LIMITE es una condición que representa el limite deutilidad de una estructura o de parte de ella.
ESTADOS LIMITES DE RESISTENCIADefinen la SEGURIDADEstan asociados al COLAPSO DE LA ESTRUCTURA o a otro medio de FALLAVarios E.L. pueden aplicarse a un mismo elementoEl reglamento apunta fundamentalmente a estos E.L.
ESTADOS LIMITES DE SERVICIODefinen los REQUERIMIENTOS FUNCIONALESEstán asociados a deformaciones o flechas que puedan afectar el funcionamiento o la estética.Tiene mayor incidencia el criterio del proyectista y acuerdos entre comitente y proyectista.
ESTADOS LIMITES DE RESISTENCIA Método de FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA
= Índice de confiabilidad. Es mayor que “uno” y su valor depende de la confiabilidad del elemento o de la combinación de carga. Es mayor en las uniones que en las barras y también es mayor para combinaciones con cargas de larga duración.
DETERMINACION DE ACCIONES COMBINACIONES DE ACCIONES MAYORADAS
Por medio de análisis estructural se determinan las resistencias requeridas para cada acción y luego se COMBINAN, en cada combinación una de las acciones es BASE (máximo valor) y las otras son de ACOMPAÑAMIENTO :
Proceso de calculo o verificación
REQUERIDA
ARESISTENCI
iiu QR AccionesQ
CARGAdeFactor
i
i
COMBINACIONES
74.8,05,05,06,12,1
64.6,10,15,19,0
54.0,12,1
44.5,05,05,12,1
34.8,06,12,1
24.5,05,06,12,1
14.4,1
1
2
1
11
1
1
AWRoSoLfLD
ASfHEoWD
ALLfED
ARoSoLfLfWD
AWoLfRoSoLD
ARoSoLfHLTFD
AFD
r
r
r
r
r
edif. industriales c/pte grua o edif. Aporticados de hasta 4 plantas
f1 y f2 variables
Según valor de carga y configuraciones de techo
Estas son las mínimas combinaciones a realizar
Los factores de carga son indep. del material
CALCULO DE RESISTENCIAS Resistencias nominales y de diseño
La resistencia nominal corresponde a la resistencia neta del elemento Los factores de resistencia tienen en cuenta
Variación de Fy, del modulo E, incertidumbres geometricas por fabricacion y montaje (piezas ideales no son las reales), e incertidumbre en las HIPOTESIS
Proceso de calculo o verificación
FACTORES DE RESISTENCIA
DISEÑODE
ARESISTENCI
nd RR alnosistenciaR
CARGAdeFactor
n minRe
asconcentradasc
bulonesenCorte
agujerosenchapaenntoAplastamie
basesenHormigondentoAplastamie
corteyFlexion
compresionpara
traccionporRotura
traccionporFluencia
arg1
75,0
75,0
6,0
9,0
85,0
75,0
9,0
ESTADOS LIMITES DE SERVICIO Estado en el cual la funcion del edificio, su aspecto, mantenimiento y confort son preservados para su uso normal
Se utilizaran las ACCIONES NOMINALES (NO MAYORADAS)
Se realizaran como mínimo las siguientes combinaciones
)14.( LAtablafadmfhofv
admisiblesnesdeformacio
eshorizontalnesdeformacio
verticalesnesdeformacio
31.6,06,06,0
21.7,0
11.
LATWLFD
LATLoTWoWLFD
LAToWoLFD
i
ii
i