ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS RÍGIDAS

Definición:

Viga

Una viga es un miembro estructural donde las cargas aplicadas son principalmente perpendiculares al eje, por lo que el diseño predominante es a flexión y corte si las cargas no son perpendiculares se produce algo de fuerza axial, pero esta no es determinante en el diseño

Pórtico

Se conoce como pórtico al conjunto de vigas y columnas en el cual las uniones son rígidas y su diseño está gobernado por flexión en las vigas y flexocompresión en las columnas.

Predimensionamiento de vigas y pilares

El predimensionamiento de vigas y pilares es el procedimiento previo al cálculo de

dimensionado que es necesario llevar a cabo en estructuras hiperestáticas antes

de poder calcular con precisión los esfuerzos sobre las mismas. Con el

predimensionado se establecen unas dimensiones orientativas de las secciones

transversales de vigas y pilares que sirven de base para un cálculo de

comprobación y reajuste de las dimensiones definitvas de las secciones.

En el predimensionamiento intervienen una serie de aspectos que involucran el

criterio a considerar, por lo cual se tiene que tener en cuenta que estos

parámetros pueden variar dependiendo de aspectos como la calidad de material,

mano de obra calificada, etc.

El predimensionado usa diferentes valores en términos de la longitud de los

elementos:

Predimensionamiento de Losas:

1. Aligerados:

h = 17 cm luces menores a 4 metros.

h = 20 cm luces menores a 5.5 metros.

h = 25 cm luces menores a 6.5 metros.

h = 30 cm luces menores a 7.5 metros.

Cuando existen tabiques de ladrillo paralelos a la dirección de las viguetas,

es frecuente utilizar vigas chatas

2. Losas macizas:

h = 12 cm luces menores a 4 metros.

h = 15 cm luces menores a 5.5 metros.

h = 20 cm luces menores a 6.5 metros.

h = 25 cm luces menores a 7.5 metros.

Predimensionamiento de Vigas:

o Peralte del orden de 1/10 a 1/12 de la luz libre.

o El ancho puede variar entre 0.3 a 0.5 mts. de altura. Según Norma E-060,

ancho mínimo 25 cm.

Es recomendable considerar vigas de igual peralte en ambas direcciones.

Dimensiones usuales de vigas:

L <= 5.5 metros 25x50, 30x50

L <= 6.5 metros 25x60, 30x60, 40x60

L <= 7.5 metros 25x70, 30x70, 40x70, 50x70

L <= 8.5 metros 30x75, 40x75, 30x80, 40x80

L <= 9.5 metros 30x85, 30x90, 40x85, 40x90

Predimensionamiento de Columnas:

Son elementos sometidos a carga axial y momento flector, se debe

considerar los efectos simultáneamente.

Si se trata de Edificaciones con un buen número de pisos, se busca una

sección tal que la carga axial en servicio produzca un esfuerzo de

compresión del orden de 0.45 f´c.

Para edificios que tengan muros de corte en las dos direcciones, tal que la

rigidez lateral y la resistencia van a estar principalmente controladas por los

muros, las columnas se pueden dimensionar suponiendo un área igual a:

Área de columna = P(servicio) / 0.45f`c

Para edificios aporticados íntegramente, para lo cual se recomienda no

exceder de 3 o 4 pisos, debería dimensionarse mediante alguna estimación

del momento de sismo, demostrando la experiencia que el área necesario

estará entre 1000 y 2000 cm2. (35x35, 40x40, 25x50, 30x60, 30x50,

circulares de 40 o 50 cm de diámetro)

FALLAS MAS COMUNES POR SISMOS:

• Daño en tabiquerías por tener estructuras muy flexibles.

• Edificaciones con elementos con poca capacidad resistente.

• Vigas mas resistentes que las columnas

• Edificios con asimetría en planta

• Columnas cortas

EFECTO DE LA COLUMNA CORTA

CRITERIOS DE ESTRUCTURACION DE EDIFICIOS

- Simplicidad y simetría

-Resistencia y ductibilidad

- UNIFORMIDAD Y CONTINUIDAD

La estructura debe ser continua tanto en planta como en elevación con

elementos que no cambien bruscamente de rigidez, de manera de evitar

concentraciones de esfuerzos.

- RIGIDEZ LATERAL

Para que una estructura pueda resistir fuerzas horizontales sin tener

deformaciones importantes será necesario proveerla de elementos

estructurales que aporten rigidez lateral en sus direcciones principales.