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