Introducción a Los Estados Limites

7/24/2019 Introducción a Los Estados Limites

http://slidepdf.com/reader/full/introduccion-a-los-estados-limites 1/80

PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO

DISEÑO ESTRUCTURAL.

El diseño estructural es un procedimiento mediante el cual se obtiene una solución óptima para la

forma estructural y las dimensiones de sus elementos. Este debe satisfacer los requerimientos

funcionales, económicos, estéticos, sociológicos y otros más, mediante el uso de uno o más criterios,

como lo son el de lograr una inversión mínima, un peso mínimo, terminar la construcción en el menor

tiempo posible, etc.

C a p í t

u l o 2 : I n t r o d u c c i ó n a l o s E s t a d o s L i m i t s .

1



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLas estructuras de acero, igual que todas las demás estructuras, deben ser diseñadas para resistir

diversas fueras a las que es probable que se vean su!etas durante su vida "til. Estas incluyen fueras

debidas a la gravedad, cargas ambientales #viento, nieve, lluvia, sismo$, cargas debidas al uso #%abitar,

trafico, gr"as$ y uso indebido #e&plosión$.

ACCIO!ES "#!I"AS

C a p í t


'



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO(e entiende por )acciones) los fenómenos que producen cambios en el estado de tensiones y

deformaciones en los elementos de una edificación, como las cargas, los asentamientos, los efectos de

temperatura y reología, etc,.

Las acciones aquí definidas son las mínimas de utiliación o servicio aplicables, tanto en la*eoría

+lásica como en la *eoría de los Estados Límites, seg"n lo establecen las normas vigentes parael

proyecto de edificaciones de concreto, acero, madera, mampostería y de cualquier otro

materialestructural. Las acciones debidas a los sismos o al viento se establecen en las respectivas

C a p í t




PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROnormas+-E/0/ 20/3456 la 1789:;, )Edificaciones <ntisísmicas), y la ';;:9, )<cciones del

ientosobre las +onstrucciones).

CLASI$ICACI%! DE LAS ACCIO!ES

La siguiente clasificación se establece de acuerdo a la distribución de las acciones con relaciónal

tiempo6

C a p í t


=




Accions &rmannts

(on las que act"an continuamente sobre la edificación y cuya magnitud puede considerarse invariable

en el tiempo, como las cargas debidas al peso propio de los componentes estructurales y no

estructurales6 pavimentos, pesos del tec%o, largueros, láminas de pisos, losas de pisos, vigas, trabes,

rellenos, paredes, tabiques, frisos, instalaciones fi!as, etc. 0gualmente el empu!e estático de líquidos y

tierras que tengan un carácter permanente, las deformaciones y los desplaamientos impuestos por el

C a p í t


8



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROefecto de pretensión, los debidos a movimientos diferencialespermanentes de los apoyos, las acciones

reológicas y de temperatura permanentes, etc.

DETER"I!ACI%! DE LAS CAR'AS &ER"A!E!TES

>ara la determinación de las cargas permanentes se usarán los pesos de los materiales y

elementosconstructivos a emplear en la edificación. En ausencia de una información más precisa se

puedenadoptar los valores de la tabla =.1, =.' y =. de las /ormas +-E/0/ ';;'1?::, se dan los

C a p í t


9



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROvalores más probables de los pesos de los materiales deconstrucción, materiales almacenables y

elementos constructivos.

+uando el peso de los tabiques que act"a sobre las losas o placas no e&cede ?;; @gfAm, puede estimarse

su influencia como una carga equivalente, uniformemente distribuida, igual al peso total delos tabiques

dividido entre el área del panel de losa o placa sobre la cual act"a.

C a p í t


7



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO(i el peso de los tabiques es mayor de ?;; @gfAm, su efecto deberá determinarse de una maneramás

precisa. Los tabiques apoyados directamente sobre las vigas se considerarán como cargas lineales sobre

las mismas.

>ara los pesos de los tabiques más comunes se podrán usar los valores de la *abla =..+uando en los

edificios la posición y el tipo de los tabiques no están definidos, se deberá tener encuenta un valor

estimado para la carga de la tabiquería, calculado en base a una supuesta distribución ypeso unitario de

los tabiques. La carga distribuida equivalente así estimada no ser menor de 18; @gfAmBsobre la losa o

C a p í t


:



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO placa. +uando los tabiques a usar son del tipo liviano, con un peso unitario menor de18; @gfAm, la

carga distribuida equivalente podrá reducirse a 1;; @gfAmB.

OTRAS ACCIO!ES &ER"A!E!TES

Car(as d )uipos *i+os(e considerarán como cargas permanentes los equipos fi!os que son parte de instalacionessanitarias,

eléctricas, de ventilación, aire acondicionado u otras.

C a p í t


?




D*ormacions prmannts(e considerarán los asentamientos permanentes de partes de la estructura debidos a deformaciones del

suelo de fundación, cuando puedan producir solicitaciones significativas, como por e!emplo las debidas

a asentamientos diferenciales entre partes de una estructura con distintos tipos de fundaciones o suelos.

C a p í t


1;



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROACCIO!ES ,ARIA-LES

Las acciones variables son aquellas que act"an sobre la edificación con una magnitud variable en el

tiempo y que se deben a su ocupación y uso %abitual, como las cargas de personas, ob!etos, ve%ículos,

ascensores, maquinarias, gr"as móviles, sus efectos de impacto, así como las de acciones variables de

temperatura y reológicas, y los empu!es de líquidos y tierras que tengan un carácter variable.

Las cargas variables son las impuestas a una estructura por el uso y ocupación de la misma, y son

resultado de la actividad %umana. (on distintas de las fueras naturales, tales como cargas por viento y

C a p í t


11



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROnieve, que se supone se su!etan a las leyes físicas y son predecibles dentro de límites específicos con

bases en e&periencia previas. Las acciones %umanas nunca será predecibles en la misma forma. Las

cargas vivas varían con el tiempo en posición yAo magnitud. >ueden clasificarse como cargas móviles o

cargas de movimiento.

Car(as moi/ls pueden transportarse de un lugar a otro en una estructura sin efecto dinámico, por

e!emplo, ocupación %umana, mobiliario, libros de biblioteca, equipo, mercancía almacenada en una

bodega y divisiones movibles.

C a p í t


1'




+argas de movimientos, por otra parte, son aquellas que se puede trasladar en forma continua sobre la

estructura, por e!emplo, gr"as sobre trabes carril de un edificio, camiones y trenes sobre puentes. Las

cargas accidentales para construcción, mantenimiento y reparación deben ser consideradas también

como cargas vivas.

ACCIO!ES ,ARIA-LES ,ERTICALES

C a p í t


1




Dtrminación d las car(as aria/lsLas cargas variables se determinarán mediante estudios estadísticos que permitan describir las

probabilísticamente. +uando no se disponga de estos estudios o de una información más precisa,

sepodrá usar valores no menores a los indicados en la *abla 8.1, la cual está organiada seg"n los

usosde la edificación y sus ambientes.

Car(as aria/ls para a0otas 1 tc2os

C a p í t


1=



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLas cargas variables verticales sobre aoteas y tec%os que se considerarán por metro cuadrado de

proyección %oriontal dependerán del tipo de tec%o o cubierta y de sus pendientes seg"n se estableca

continuación. Los valores que se indican deben sumarse a los producidos por otras acciones debidas a

elementos apoyados o suspendidos del tec%o, y son independientes de las acciones sísmicas o eólicas,

debiendo combinarse estas "ltimas de acuerdo con lo indicado en el <rtículo .=.

A0otas o trra0as dstinadas a un uso dtrminadoLas cargas variables verticales serán las que corresponden al uso, pero no menores de 1;;

C a p í t


18



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO@gfAmB.

Tc2os inaccsi/ls salo con *ins d mantniminto*ec%os metálicos livianos con peso propio

menor de 8; @gfAmB ....................................................................................CCCC..=; @gfAmB

Los elementos de tec%os livianos, como las correas, deben verificarse para una carga concentrada de :;

@gf ubicada en la posición más desfavorable. Esta carga no debe considerarse actuando

simultáneamente con la carga uniforme indicada.

C a p í t


19



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO-tros tipos de tec%os con peso propio igual o mayor de 8; @gfAmB6

>endiente igual o menor del 18 D ............................................................................. 1;; @gfAmB

>endiente mayor del 18 D ........................................................................................... 8; @gfAmB

<cciones variables en estacionamientos

2ientras no e&ista una norma sobre las acciones variables debidas a ve%ículos automotores

enedificaciones se podrá usar las indicadas en esta (ección en las áreas destinadas al estacionamiento

deve%ículos. Las cargas que se dan corresponden a casos e&tremos y queda a criterio del

C a p í t


17



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO0ngeniero>royectista, seg"n el uso y el sistema estructural, la determinación de las cargas para

elestacionamiento y la verificación de las vibraciones y deformaciones que puedan afectar a

laedificación de la cual forma parte el estacionamiento.

La resistencia de la estructura se calcular con las cargas indicadas a continuación. La cargaconcentrada

que tiene por ob!eto verificar los efectos de punonado se colocar en el punto queproduca los efectos

más desfavorables y sobre un cuadrado de 18 cm de lado.

a$ >ara ve%ículos de no más de 9 pasa!eros6

+arga uniforme .......................................................................................................... '8; @gfAmB

C a p í t


1:



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO+arga concentrada .......................................................................................................... ?;; @gf

b$ >ara autobuses y camiones6

+arga uniforme ........................................................................................................ 1;;; @gfAmB

+arga concentrada6 la má&ima carga por rueda.

ACCIO!ES,ARIA-LES 3ORI4O!TALES

C a p í t


1?



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLas estructuras o sus partes que por su función o uso puedan estar sometidas a la acción de fueras

variables %oriontales, se proyectarán a fin de garantiar una resistencia, rigide y estabilidad

lateralesadecuadas.

(e tomarán en cuenta las solicitaciones %oriontales que se indican a continuación, siempre quesus

efectos sean más desfavorables que los debidos a sismo o viento indicados en las normas+-E/0/

20/345 1789 ó ';;, respectivamente.

Tri/unas

C a p í t


';



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEn las tribunas de estadios, gimnasios, %ipódromos, velódromos y otras estructuras similares, se tomará

una fuera %oriontal en cualquier dirección, igual al 8D de la carga variable vertical,distribuida en la

superficie superior de cada grada.

Soports tmporalsLos apuntalamientos, encofrados y otros soportes temporales, se diseñarán para una fuera%oriontal en

cualquier dirección, igual al 1D de todas las cargas verticales, aplicada en la partesuperior del soporte.

Antpc2os5 /arandas 1 pasamanos

C a p í t


'1



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLos antepec%os, las barandas y pasamanos de escaleras y balcones, tanto e&teriores comointeriores, se

diseñarán para resistir una carga %oriontal por unidad de longitud, aplicada transversalmente en el

borde superior de los mismos, igual a 8; @gfAm en el caso de viviendasedificaciones de uso privado, o a

1;; @gfAm si son de uso p"blico.

Empu+s aria/ls d tirras5 matrials (ranulars 1 lí)uidosLas acciones debidas a los empu!es variables de tierras, materiales granulares y líquidos setomarán en

cuenta en el proyecto de las estructuras o sus partes de acuerdo a los métodos e&puestos enel +apítulo 7

de la /orma +-E/0/ ';;'1?::.

C a p í t


''




ACCIO!ES ACCIDE!TALES5 REOL%'ICAS5T6R"ICAS 7 E8TRAORDI!ARIAS

ACCIO!ES ACCIDE!TALESLas acciones accidentales son las que en la vida "til de la edificación tienen una pequeña probabilidad

de ocurrencia solo durante lapsos breves de tiempo, como las acciones debidas al sismo, al viento, etc.

Accions dl sismo

C a p í t


'



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO(on las acciones producidas por movimientos del terreno originados por los sismos. abitualmente, las

acciones del sismo se dan mediante sus espectros. En general, un espectro es la representación gráfica

de los valores má&imos de una serie cronológica en función de sus frecuencias o períodos, como se

ilustra en la (ección +'.' del +omentario. >ara estas acciones véanse las /ormas +-E/0/

20/345 1789, )Edificaciones <ntisísmicas) vigentes.

Accions dl into

C a p í t


'=



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO(on las acciones producidas por el aire en movimiento sobre los ob!etos que se le interponen,

yconsisten, principalmente, en empu!es y succiones. éanse las /ormas +-E/0/ 20/345

';;,)<cciones del iento sobre las +onstrucciones) vigentes.

ACCIO!ES REOL%'ICAS 7 ACCIO!ES T6R"ICAS

C a p í t


'8



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO(on las acciones debidas a los fenómenos reológicos como la retracción, la fluencia, los cambiosde

temperatura, y también los cambios de %umedad. En el +omentario se recomiendan valores

detemperatura y %umedad aplicables al proyecto de edificaciones.

ACCIO!ES E8TRAORDI!ARIASLas acciones e&traordinarias son las que normalmente no se consideran entre las que act"an en lavida

"til de una edificación y que, sin embargo, pueden presentarse en casos e&cepcionales y

causarcatástrofes, como las acciones debidas a e&plosiones, incendios, etc.

C a p í t


'9



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO /o será necesario incluirlas en el proyecto, sino "nicamente tomar las precauciones en laestructuración

y en los detalles constructivos.

C2o)us contra las structurasLos miembros y elementos estructurales e&puestos a c%oques se deberán diseñar para resistir los

impactos resultantes de los mismos. Las cargas equivalentes para estos impactos serán establecidas

enfunción del peso y la velocidad de los ve%ículos a considerar. +omo precaución se colocarán

defensas frente a los miembros e&puestos a los c%oques.

C a p í t


'7



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEn ausencia de una información más precisa, se puede adoptar las siguientes cargasequivalentes, las

cuales se aplicarán en la dirección de los e!es principales del miembro y a una alturade 1.' m sobre el

terreno6

2uros y columnas en estacionamientos

de automóviles ..................................................................................... tf

2uros y columnas contiguos a la calle

y e&puestos a impactos de camiones ................................................... '8 tf

C a p í t


':




I!TRODUCCI%! A LOS ESTADOS LI"ITES 9LR$D:

En el diseño por el método elástico se determina la sección del elemento estructural basándose en las

cargas de traba!o o servicio y en los esfueros admisibles, los cuales son una fracción del esfuero defluencia del acero. En éste método se usa el mismo factor de seguridad para las cargas muertas y para

las cargas vivas.

C a p í t


'?



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEn el método de los estados límites también conocido como método de diseño por factores de carga y

resistencia #L5F3$ se usa un factor de seguridad menor para las cargas muertas porque éstas pueden

determinarse con mayor e&actitud que las cargas vivas.

El 0nstituto <mericano de la construcción en <cero #<0(+$ %a introducido el método L5F3 no con el

propósito de obtener venta!as económicas sino porque ayuda a proporcionar una mayor confiabilidad

para las estructuras de acero. >uede demostrarse que para valores pequeños de la relación entre carga

viva y la muerta, menores que , se tendrán a%orros en el peso del acero al usar el método L5F3 de

C a p í t


;



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROapro&imadamente 1A9 en columnas y miembros a tensión y de cerca de 1A1; en vigas. (i la relación es

mayor no e&iste prácticamente diferencia en los pesos resultantes al usar ambos métodos.

El método de diseño de los estados límites es un método para diseñar estructuras de tal manera que no

se e&ceda ning"n estado límite aplicable, cuando la estructura se somete a todas las combinaciones

apropiadas de las cargas, empleadas como factores.

C a p í t


1



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO El estado límite es una condición en la cual una estructura o un componente estructural se %acen

inadecuados.

4n miembro puede tener estados límites de resistencia que se relacionan con la capacidad para soportar

cargas y estados límites de utilidad que se relacionan con el comportamiento ba!o condiciones de

servicio como por e!emplo deformación e&cesiva y vibración.

El método como se aplica a cada estado límite, se puede resumir en la fórmula6

C a p í t


'




∑γ iGiHφ 5n

γ i I Factores de carga

Gi I +argasφI +oeficiente de reducción. Factor de 5esistencia.

5nI 5esistencia nominal, define el límite de utilidad estructural

C a p í t




PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEl diseño con factores de carga y resistencia se basa en los conceptos de estados límite. El término de

estado límite se utilia para describir una condición en la que una estructura o parte de ella de!a de

cumplir su función predeterminada. E&isten dos tipos de estado límite6 los de resistencia y los de

servicio. Los primeros se basan en la seguridad o capacidad de carga de las estructuras e incluyen

resistencias plásticas, de pandeo, de fractura, de fatiga, de volteo, etc.

C a p í t


=



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLos segundos se refieren al comportamiento de las estructuras ba!o cargas normales de servicio y tiene

que ver con aspectos asociados con el uso y ocupación, tales como flec%as e&cesivas, desliamientos,

vibraciones, etc.

La estructura no solo debe ser capa de resistir las cargas de diseño sino también las de servicio en

forma tal, que se cumplan los requisitos de los usuarios de ella.

C a p í t


8



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLas especificaciones del L5F3 se concentran en requisitos muy específicos relativos a los estados

límite de resistencia y permiten cierta JlibertadK en el área de servicio.

En este método, las cargas de traba!o o servicio, Gi, se multiplican por factores de carga o Jde

seguridadK, γ i, que son casi siempre mayores de 1 y se obtienen las cargas "ltimas o factoriadas. La

estructura se proporciona para que tenga una resistencia "ltima de diseño suficiente para soportar lascargas factoriadas.

C a p í t


9



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEsta resistencia se considera igual a la resistencia teórica o nominal, 5n, del miembro estructural,

multiplicada por un factor de resistencia , que es normalmente menor que 1. +on este factor, se intenta

tomar en cuenta las incertidumbres relativas a resistencia de los materiales, dimensiones y mano de

obra, etc. En pocas palabras, para un miembro particular se debe cumplir que6

El método como se aplica a cada estado límite, se puede resumir en la fórmula6

∑γ iGiHφ 5n

C a p í t


7




γ i I Factores de carga

Gi I +argas

φI +oeficiente de reducción. Factor de 5esistencia.

5nI 5esistencia nominal, define el límite de utilidad estructural

C a p í t


:



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO$ACTORES DE CAR'A

El propósito de los factores de carga es incrementar las cargas para tomar en cuenta las incertidumbres

implicadas al estimar las magnitudes de las cargas variables, permanentes y accidentales durante la vida

"til de la estructura.

La norma veneolana +-E/0/ 191:61??:, establece en su capítulo 1;, que las solicitaciones

mayoradas sobre la estructura, sus miembros, !untas y cone&iones, así como su sistema de fundación,

C a p í t


?



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROse determinaran de las %ipótesis de solicitación que produca el efecto mas desfavorable, para tal efecto

se deben aplicar las combinaciones que se indican a continuación.

1,=M+>

1,'M+> N 1,9M+ N ;,8M+t

1,'M+> N 1,9M+t N #;,8M+ O ;,:MP$

1,'M+> O 1,MP N ;,8M+ N ;,8M+t

;,?M+> O 1,MP

C a p í t


=;



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO1,'M+> N QM+ O (

;,?M+> O (

3ónde6

+> 6 <cciones permanentes, definidas en el capítulo =, de la /orma +-E/0/ 20/345 ';;'

::

+ 6 <cciones variables, definidas en el capítulo 8 de la /orma +-E/0/20/345 ';;'::.

C a p í t


=1



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO+t 6 <cciones variables en tec%os, definidas igual a la anterior.

P 6 <cciones accidentales debidas al viento, se determinan de acuerdo a la /orma +-E/0/

20/345 ';;:?. <cciones del viento sobre las construcciones.

( 6 <cciones accidentales debidas al sismo, seg"n la /orma +-E/0/20/34517896';;1.

Edificaciones (ismorresistentes.

$ACTORES DE RESISTE!CIA

>ara estimar con JprecisiónK la resistencia "ltima de una estructura, es necesario tomar en cuenta las

C a p í t


='



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROFactores de

5esistencia

(ituaciones

1.;; <plastamiento en áreas proyectantes de pasadores, fluencia del alma ba!o

cargas concentradas, cortante en tornillos en !untas tipo fricción.;.?; igas sometidas a fle&ión y corte, filetes de soldadura con esfueros paralelos

al e!e de la soldadura, soldaduras de ranura en el metal base.;.:8 +olumnas, aplastamiento del alma, distancias al borde y capacidad deaplastamiento en agu!eros.

;.:; +ortante en el área efectiva de soldaduras de ranura con penetración

completa, tensión normal al área efectiva de soldaduras de ranura con

C a p í t


=




"ATERIALES ESTRUCTURALES

El estudio de una estructura consiste en evaluar la funcionalidad, factibilidad y seguridad. Estosaspectos toman en cuenta entre otras cosas, la forma, detalle, durabilidad, resistencia, costo,disponibilidad y capacidad de la estructuraR características que están asociadas al material del cual se va

a realiar la obra. Es por ello, que este tema indaga sobre los aspectos generales de los principales

C a p í t


==



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROmateriales para la construcción de estructuras #<cero, concreto arma do, madera y mampostería$R seg"nlas venta!as, usos, valores de resistencia, métodos de construcción y aspectos relacionados con la

seguridad empleada por las actuales especificaciones del país #<mbrose, 1??:$.

2ódulo de elasticidad y esfuero de cedencia. Las variables de control para el comportamientoestructural son el esfuero y la deformación. 3e manera queal emplear los parámetros del esfuero o

deformaciones permitidas, se diseña el elemento para obtener así las dimensiones.El esfuero y la deformación se relacionan mediante la ley de oo@e, permitiendo así conocer elesfuero o la deformación conocida una de las dosR dado que la deformación es un aspecto que puede

ser visible en la estructura, se puede conocer el esfuero, el cual es difícil de ver.

C a p í t


=8



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEl comportamiento de los materiales se caracteria por tener una fase elástica donde el material sedeforma de manera lineal con respecto al esfuero aplicado y una ve eliminado el esfuero, el material

vuelve a su dimensión original. <simismo, tiene una fase plástica, que se caracteria porque la relación

lineal entre el esfuero y la deformación no es lineal y al eliminar el esfuero el material queda con unadeformación permanente. Estas dos fases están limitadas por el denominado esfuero de cedencia #sy$R

a partir de la cedencia el material de!a de ser elástico y no mantiene una relación lineal entre el esfueroy la deformaciónR es decir pasa de la fase elástica a la fase plástica. La relación lineal entre el esfueroy la deformación se denomina módulo de elasticidad #E$.

C a p í t


=9



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO+abe destacar que el comportamiento de la estructuras se delimita a la fase elástica, por ello, elesfuero de cedencia y el módulo de elasticidad son las dos medidas identifican un material, porque sy

sirve de pauta para establecer el má&imo esfuero permitido y E permite conocer las deformaciones si

son conocidas las fueras que act"an sobre el elemento #<mbrose, 1??:$.

+aracterísticas de los principales materiales empleados en estructurasLos principales materiales empleados en eneuela para estructuras son el acero, concreto armado ymadera. >or ello se analia las venta!as, modo de empleo, propiedades estáticas y procedimiento

constructivo para cada uno

C a p í t


=7




<cero

El acero es una aleación constituida por %ierro y carbono, reduciendo durante el proceso los contenidos

de carbono, silicio y aufre que en principio son per!udiciales al acero. Las propiedades del acerodependen de la cantidad de carbono empleada en el proceso de fabricación. Esta combinación %a

producido un material muy versátil empleado en m"ltiples funciones de las edificaciones #<mbrose,1??:R de 2attos, ';;9$

enta!as

C a p í t


=:




El acero es un material de gran resistencia con poco peso, facilidad de fabricación. Esta gran resistencia

se traduce en poco peso, ya que se requieren elementos de poco tamaño para satisfacer los requisitos de

resistencia.<simismo, es un material que mantiene sus características sin degradarse a lo largo del tiempo.

La elasticidad es una de las principales propiedades de los materiales, que en el caso del acero, sucomportamiento se aseme!a más que otros a comportamiento elástico teórico. <sí como la elasticidad,la ductilidades otra propiedad que en el acero se manifiesta en gran medida, ya que soporta sobrecarga

mediante la deformación en el rango plástico evidenciando una falla inminente.

C a p í t


=?



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLa tenacidad es otra venta!a que relaciona la resistencia y ductilidad, ya que el acero posee suresistencia a"nen grandes deformaciones permitiendo así doblar el material sin fracturarse.

3ebido a la naturalea del acero de construirse mediante la unión de elementos, permite así

ampliaciones a estructuras e&istentes. Las uniones se realian mediante soldadura, pernos y remac%es.+abe destacar, que por esta forma de construir, el tiempo de construcción es más rápido que con otro

tipo de material.

4so

C a p í t


8;



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEl acero es empleado en todo tipo de construcción, desde clavos para obras de madera %asta barras derefuero para estructuras de concreto armado. >articularmente el acero estructural corresponde al

empleo de perfiles laminados.

El diseño de estructuras de acero implica la selección de perfiles estándar laminados en caliente, esta esla forma más empleada del acero estructural. <dicionalmente, cuando la disponibilidad del tamaño

necesario para el diseño no es posible, se fabrican perfiles a partir de láminas de acero, soldadas oapernadas #<mbrose, 1??:RSalambos, Lin y To%nston, 1???R 2c+ormac, 1??9$.

C a p í t


81




Figura 1. >erfiles laminados de acero disponibles en eneuela.

C a p í t


8'




Figura '. >erfiles armados en base a placas de acero.

C a p í t


8



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO>ropiedades

3el diagrama de esfuero deformación practicado en el acero, se obtienen diversos valores

correspondiente sal esfuero de cedencia que varían seg"n el tipo de acero 1 y se indican en la *abla 1.>or otra parte, el módulo de elasticidad #E$ es el mismo para todos los tipos de acero y es igual a

',1&1;9 @gfAcm' o '&1;8 2>a en unidades del (istema 0nternacional #de 2attos, ';;9R Salambos, Liny To%nston, 1???R 2c+ormac, 1??9$.

C a p í t


8=




";todo d construcción

C a p í t


88



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLa construcción de estructuras de acero implica por una parte la unión de las pieas y por otra el aladode ellas para ser colocadas en el lugar especificado. La cone&ión de las pieas es de especial cuidado ya

que deben garantiar el comportamiento como un sistema estructuralR estas cone&iones pueden ser

%ec%as mediante soldaduras, pernos o remac%es.

C a p í t


89




C a p í t


87



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROUnión rí(ida Unión articulada$i(ura <. Tipos d unions n lmntos d acro.

En cuanto a la colocación los elementos de acero, se debe tener cuidado, ya que el alado puedeimplicar inversión de las fueras de diseño'. <demás debe tomarse en cuenta colocar arriostramientos

para dar estabilidad a la estructura durante la construcción #Salambos, Lin y To%nston, 1???$.

+oncreto armado

C a p í t


8:



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEl concreto es un material seme!ante a la piedra que se obtiene meclando arena y grava con cemento,agua yen ocasiones un aditivoR estos materiales se fabrican formando un concreto en estado plástico

que se coloca enmoldes colocados %asta que el concreto endurece. El material es relativamente frágil

con una limitada resistencia a latracción en comparación a la resistencia a la compresiónR estalimitación se contrarresta con la colocación de barrascirculares de acero como refuero colocado antes

de vaciar el concreto #/ilson, 1???$.

enta!as

C a p í t


8?



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLa moldeabilidad del estado plástico en que se fabrica en concreto, permite una libertad en la seleccióndeformasR asimismo el vaciado en que se coloca permite la continuidad de los elementos en una

estructura. <demás, ladurabilidad, permeabilidad, resistencia al fuego y a la intemperie son atributos de

este material #Sonále y 5obles,1??7$.

4so

El dimensionamiento de las secciones busca las propiedades geométricas así como la cantidad y

posición delacero de refuero, siendo las formas más com"nmente empleadas las indicadas en la figura

C a p í t


9;



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO'. 3esde el punto de vistade la estructura, las principales estructuras donde se emplea el concretoarmado son las losas y vigas monolíticas,losas planas sin vigas, cascarones de cubierta simple o doble

curvatura, domos y en el diseño de puentes. *odas estasformas indican la adaptabilidad del material,

porque la forma se a!usta a la manera más económica de funcionar#/ilson, 1???$.

C a p í t


91




igas

+olumnas

C a p í t


9'



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROFigura =. (ecciones transversales en concreto armado

&ropidads

La principal propiedad especificada en el diseño de los elementos de concreto armado, es la resistencia

delelemento a la compresión correspondiente a los ': días de curado y se denomina c f U. Es una propiedad que esvariable seg"n la proporción de los elementos que conforman el concreto #agua, arena,grava y cemento$. < partir deeste valor de diseño se obtienen las diversas propiedades del concreto.

C a p í t


9




C a p í t


9=




";todo d construcción

C a p í t


98



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROE=istn dos *ormas d construir con concrto armado5 una s l aciado in situ )u r)uir d la*a/ricaciónd *ormaltas d madra 9nco*rado: 1 o/li(a a una scuncia d opracions. &or otra part laconstrucción s pud2acr con lmntos pr*a/ricados5 st m;todo a2orra l uso dl nco*rado 1 prmit rali0ar

simult>namntarias tapas d construcción 9'on0>l0 1 Ro/ls5 ?@@:."adra

C a p í t


99



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROLa madera es un material tan antiguo como moderno, se puede obtener directamente de los árboles odelproducto fabricado con el fin de ser empleado como estructura de edificio.

UsoLa madera para estructuras está disponible en las siguientes formas6

2adera aserrada en tamañoscorrientes6 (ecciones con espesor de ' a = pulg y anc%o de ' pulg o más#utiliadas principalmente para fabricar cabrios, viguetas, pies derec%os o tablones$.igas y tirantes. (ecciones rectangulares de 8 pulg o más de espesor y anc%o de ' pulg o más de

espesor, clasificadas para fle&ión si la cargas se aplica en la cara angosta.

C a p í t


97



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO>ostes y maderas. (ecciones transversales cuadradas o casi cuadradas, de 8 & 8 pulg o más grandes yanc%o no más de ' pulg mayor que el espesor, clasificadas para compresión donde %ay poca fle&ión.

*erraas. 2adera de ' a = pulg de espesor, mac%i%embrada o ranurada para lengVeta en la cara angosta,

clasificada para usos planos #principalmente como terraa de tablones$.

>ropiedadesLas propiedades de la madera varían seg"n la especia, contenido de %umedad, clase y uso. Las maderasdel país tienen las propiedades indicadas en las tablas = y 8.

C a p í t


9:




C a p í t


9?




C a p í t


7;




&ER$ILES DE ACERO ESRUCTURAL

El &r*il d acro structural, tamaño, composición, fuera, almacenamiento, etc, está regulada en

los países más industrialiados, sus nombres varían en américa y Europa.

Los tipos d pr*il d acro structural más comunes son6

1. &r*il 3E-6

C a p í t


71



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEs un perfil muy usado en construcción, se utilia para columnas, pilotes, vigas, refuero y otros usosde gran resistencia.

'. &r*il tipo U o Canal

El pr*il tipo U o canal como su nombre lo indica es en forma de canal o +, se utilia para i(as 1columnas que se unen y sueldan, en usos de rendimiento medio.

. &r*il an(ular o >n(ulos

C a p í t


7'



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO>uede ser de lados i(uals o dsi(uals, se utilia en dinteles, columnas, vigas de rendimiento,estructuras secundarias.

=. Tu/o d Acro circular

La tu/ría 2uca circular d acro se utilia preferiblemente para columnas.

8. Tu/o d acro cuadrado scción 2uca

C a p í t


7



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROEstas sccions cuadradas o rctan(ulars se utilian con mayor frecuencia como columnas, perotambién puede ser utiliado como vigas, abraaderas y en otros usos.

9. &lacas d acro structural

(e trata de pi0as planas d acro structural, cortadas a medida. En general tienen entre 1A: K a 9Wde espesor. (e utilia en /ass d columnas, vigas y columnas %ec%as a medida, pieas de cone&ión#es decir, las placas d r*ur0o, placas de soldadura, etc$, así como cualquier otra aplicación donde el

tamaño no es estándar y son medidas muy específicas.

C a p í t


7=



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACERO7. &r*ils d Cort

/ormalmente son las sccions d ala anc2a d un pr*il 3E- o 0>E, que se cortan por la mitad para

formar una sección J*K. (e utilia para dintls, vigas, tirantes y columnas.

C a p í t


78




C a p í t


79




>5->E5+< es una moderna planta veneolana, fundada el 1 de -ctubre de 1?::, que fabrica dos

series de perfiles estructurales de acero6 Electrosoldados y Formados en Frío.

Los >erfiles Electrosoldados >5->E5+< se fabrican a partir de bandas de acero estructural laminadas

en caliente mediante el proceso continuo y automático de alta productividad de la electrosoldadura por

C a p í t


77



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROalta frecuencia. La versatilidad de la línea de electrosoldadura permite obtener perfiles de diferentes

secciones y longitudes.

Los >erfiles Formados en Frío se fabrican de forma automática al pasar, a través de rodillos

conformadores de alta capacidad, los fle!es de acero estructural de alta resistencia, para conseguir, a

temperatura ambiente, sus particulares secciones en diferentes longitudes.

(ider"rgica del *urbio, (.<., (03E*45, es filial de (ider"rgica eneolana (.<., (0E/(<, la

empresa pionera del sector sider"rgico nacional que desde su fundación en 1?=:, %a estado ligada al

desarrollo de la actividad industrial nacional. (03E*45 representa la e&periencia de más de 9; años en

C a p í t


7:



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROla manufactura y comercialiación de productos de acero destinados a los mercados nacional e

internacional.

+uenta con seis plantas ubicadas en +aracas, Suarenas, alencia, Xarquisimeto y >uerto -rda, con

una capacidad de producción anual de :8.;;; toneladas de semiterminados, 8=8.;;; toneladas en

laminación y 97.;;; toneladas en el proceso de electrosoldado.

(03E*45 es una empresa dedicada a superar con E&celencia (ider"rgica las e&pectativas de sus

clientes a través del me!oramiento continuo de sus procesos y productos. (03E*45 %a sido reconocida

C a p í t


7?



PROYECTO ESTRUCTURAL DE ACEROcon cuatro #=$ certificaciones 0(- ?;;1, dieciséis #19$ marcas /-5E/ y die #1;$ certificaciones

>L<*0/42 ?;;;, concedidas por F-/3-/-52<, ente certificador veneolano.

(03E*45 %a desarrollado su actividad e&portadora en más de '8 países, cumpliendo con las normas6

<(*2, T0(, 30/, X(0, 0+-/*E+, +(<, T(, 0/E2 y /X5, las cuales respaldan la calidad y

confiabilidad de sus productos.

C a p í t


Introducción a Los Estados Limites

Documents

Transcript of Introducción a Los Estados Limites