marcos de portal y armaduras
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INDICE
Índice ------------------------------------------------------------------ pág. 1
Introducción ------------------------------------------------------------------ pág. 2
Objetivos
Objetivos Generales ----------------------------------------------------- pág. 3
Objetivos Específicos ----------------------------------------------------- pág. 3
Marco Teórico
Marco de portal ----------------------------------------------------------------- pág. 4
-Soportados por pasadores ------------------------------------------ pág. 4
-Empotrados -------------------------------------------------------------- pág. 6
-Empotramiento parcial ------------------------------------------------- pág. 7
Armaduras ------------------------------------------------------------------------- pág. 8
Conclusiones ------------------------------------------------------------------- pág. 9
Bibliografía ------------------------------------------------------------------ pág.10
INTRODUCCION
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En el presente trabajo contiene una explicación breve y concisa sobre un tema de
mucha relevancia para la ingeniería civil como es los marcos de portal y
armaduras, pues el uso de estas en actualidad se esta frecuentando sobre la
entrada de puentes y como elemento principal en edificios diseñados para
transferir fuerzas horizontales aplicadas en sus nudos superiores a la cimentación.
Los portales pueden estar soportados por pasadores, empotrados o empotrados
parcialmente, cada uno de estos se analizara en este informe. Y también se
explicara lo que es una armadura de portal cuya estructura se usa sobre grandes
puentes y como marcos transversales en grandes auditorios y edificios finales.
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OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES
Realizar un trabajo escrito y una exposición sobre el tema asignado.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Presentar un breve y claro concepto de que es un marco estructural.
Mencionar donde se usan los marcos de portal.
Explicar el análisis aproximado de cada uno de los casos para un portal
simple de tres miembros.
Conocer que es una armadura de portal y donde se utiliza.
MARCO TEORICO
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Marcos de portal y armaduras
DEFINICION DE MARCO:
“Un marco estructural o también conocido como pórtico es una estructura que
fundamentalmente es constituido por dos columnas y una viga sin contar los
elementos subsecuentes que son cargas (w) fuerzas que están sobre la
estructura”.
MARCOS DE PORTAL:
Los marcos de portal se usan con frecuencia sobre la entrada de puentes y como
elemento principal en edificios diseñados para transferir fuerzas horizontales
aplicadas en sus nudos superiores a la cimentación. En puentes, esas fuerzas son
causadas por viento, sismo y tránsito desbalanceado sobre la cubierta. Los
portales pueden estar soportados por pasadores, empotrados o empotrados
parcialmente. Veremos ahora el análisis aproximado de cada caso para un portal
simple de tres miembros.
Soportados por pasadores:
Un portal típico soportado por pasadores
consiste en columnas verticales de igual
longitud y tamaño con una trabe horizontal
rígidamente conectada a las columnas.
Como se tienen cuatro incógnitas y sólo
tres ecuaciones de equilibro disponibles
para la solución, esta estructura es
estáticamente indeterminada de primer grado. En consecuencia, sólo debe
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hacerse una hipótesis para reducir el marco a uno que sea estáticamente
determinado.
La deflexión elástica del portal se muestra en la
figura.
Este diagrama indica que un punto de inflexión,
esto es, donde el momento cambia de positivo a negativo, se localiza
aproximadamente en el punto medio de la trabe. Como el momento en la trabe es
cero en este punto, podemos suponer que existe ahí una articulación y entonces
procedemos a determinar las reacciones en los soportes por medio de la estática.
Si se hace así, se encuentra que las reacciones horizontales en la base de cada
columna son iguales y las otras reacciones son las indicadas en la siguiente figura
al igual que los diagramas de momento para este marco.
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Empotrados
Los portales con dos soportes empotrados, son estáticamente indeterminados de
tercer grado ya que tienen un total de seis incógnitas en los soportes.
Si los miembros verticales tienen igual longitud y área transversal, el marco sufrirá
deflexión, como se muestra en la figura.
Para este caso supondremos que los puntos de inflexión se presentan en los
puntos medios de los tres miembros, por lo que insertaremos articulaciones en
estos puntos. Las reacciones y diagramas de momentos para cada miembro
pueden determinarse desmembrando la estructura en las articulaciones y
aplicando las ecuaciones de equilibrio a cada una de las cuatro partes.
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Nótese que, como en el caso del portal conectado por pasadores, las reacciones
horizontales en la base de cada columna son iguales.
Empotramiento Parcial
Como es a la vez difícil y costoso construir un
empotramiento perfecto para un marco de
portal, es conservador y algo realista suponer
que ocurre una ligera rotación en los soportes.
En consecuencia, los puntos de inflexión sobre
las columnas se encuentran entre las
posiciones correspondientes al caso de un portal soportado por pasadores en su
base y al caso de un portal empotrado; en el primer caso, los puntos de inflexión
coinciden con la base y en el segundo, se encuentran a la mitad de la altura de las
columnas. Muchos ingenieros definen arbitrariamente la posición de los puntos de
inflexión en h/3, y se colocan entonces articulaciones en esos puntos y también en
el centro de la trabe.
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ARMADURAS
“Se denomina armadura la estructura
formada por un conjunto de piezas
lineales (de madera o metálicas)
ensambladas entre sí, que se utiliza
para soportar la cubierta inclinada de
algunos edificios.”
Cuando se usa un portal para salvar
grandes distancias, puede usarse una
armadura en vez de una trabe
horizontal. Tal estructura se usa sobre
grandes puentes y como marcos transversales en grandes auditorios y edificios
finales. Un ejemplo típico se muestra en la imagen.
En todos los casos, la armadura suspendida se supone articulada en sus puntos
de unión con las columnas. Además, la armadura mantiene rectas a las columnas
dentro de la región de unión cuando el portal está sometido a un desplazamiento
lateral.
Podemos entonces analizar los portales
de armadura usando las mismas hipótesis
que en el caso de los portales con trabe
superior. Para columnas soportadas por
pasadores, suponga que las reacciones
horizontales son iguales. Para columnas
empotradas, suponga que las reacciones
horizontales son iguales y que un punto
de inflexión (o articulación) se presenta
en cada columna a la mitad de la altura entre la base y el punto más bajo de la
conexión con la armadura.
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CONCLUSION
Los marcos de portal se usan con mayormente sobre la entrada de puentes y
como elemento principal en edificios diseñados para transferir fuerzas horizontales
aplicadas en sus nudos superiores a la cimentación. En puentes, esas fuerzas son
causadas por viento, sismo y tránsito desbalanceado sobre la cubierta.
Mientras que las armaduras de portal se usa sobre grandes puentes y como
marcos transversales en grandes auditorios y edificios finales.
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BIBLIOGRAFIA
Análisis estructural, R. C. Hibbeler, tercera edición
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