UNIVERSIDAD LA REPUBLICA

MARCOS ESTRUCTURALES RIGIDOS INGENIERIA CIVIL MINAS 1 AO

MATERIA :FORTIFICACION PROFESOR: HERNAN CARRASCO

CARLOS MENESES

ALEXIS GODOY DIEGO MUOZ

HECTOR MOREO KAREN BAEZA

ALEJANDRO PIZARRO ALEJANDRO IGOR

MAYO 2013

INDICE

DEFINICION

CLASIFICACION DE MARCOS

MARCOS RIGIDOS

SISTEMAS RETICULADOS

RESISTENCIA

APLICACIN DE MARCOS RETICULADOS DE ACERO EN TUNELES

DIAGRAMA INGENIERIL DE MARCOS PARA TUNELES (DESARROLLO)

DEFINICIN

Un marco estructural o tambin conocido como prtico es una estructura que fundamentalmente es constituido por dos columnas y una viga sin contar los elementos subsecuentes que son cargas (W) fuerzas que estn sobre la estructura.

CLASIFICACION DE LOS MARCOS

Marco desarmable: Marco metlico consistente en tres o ms partes para montar in situ.

Marco a pao: Marco metlico provisional que se instala mientras progresa la construccin de una pared o un entramado.

Marco de tabernculo: Marco o bastidor que rodea una hornacina o una puerta, consistente en dos columnas o pilastras que sustentan un frontn.

Pre-marco: Marco secundario ms basto, de madera o metlico fijado al hueco de una puerta o ventana que soporta el marco final.

MARCOS RIGIDOS

Un tipo de estructura son los marcos rgidos que actualmente han ido tomando fuerza debido a que facilitan la estructuracin de los edificios y ms con el uso del acero posibilita cubrir grandes luces.

Los marcos formados por columnas y trabes estn unidos, formando uniones rgidas capaces de transmitir los elementos mecnicos en la viga sin que haya desplazamientos lineales angulares entre sus extremos y las columnas en que se apoya.

Sobre las vigas principales, que adems de resistir las cargas verticales ayudan a resistir las cargas laterales, se apoyan en algunos casos las vigas secundarias encargadas de soportar el sistema de piso.

Los Marcos Rgidos pueden ser diseados con una cumbrera centrada, excntrica o de una sola pendiente. La pendiente de techo puede ser tan baja como 2%. Los Marcos Rgidos tambin pueden ser usados con otros sistemas estructurales, incluyendo estructura de acero tradicional y madera. Esta slida red estructural de acero laminado en caliente, segn norma ASTM. Opcin de columnas rectas, semirrectas (tipo supermercado), o de seccin variable Luces de hasta 90 m. o ms con alturas de hombro de hasta 24 m. Las luces libres pueden fluctuar entre 9 y 90 metros. El Sistema de Marcos Rgidos acepta cualquier carga de viento, sismo, nieve, puente gra o equipos propios del proyecto.

SISTEMAS RETICULADOS

El sistema ms elemental de estructura reticulada, es aquella en la cual las vigas no trasmiten momentos a las columnas, pues estn simplemente apoyadas o articuladas sobre estas. En este caso la trasmisin de las cargas y la distribucin de las fuerzas internas es muy fcil de determinar: CARGAS VERTICALES, las losas trasmiten la carga hacia las vigas y stas a las columnas, y a su vez a la cimentacin. No se trasmiten momentos entre vigas y columnas. CARGAS HORIZONTALES, se considera que las columnas trabajan en VOLADIZO y estas estn empotradas en la cimentacin, siendo muy ineficiente esta trasmisin de fuerzas laterales. Este tipo de estructura se utiliza en aquellas construcciones bajas de 1 o 2 niveles donde las cargas laterales horizontales no tienen gran influencia

SISTEMAS RETICULADOS CON MARCOS FIJOS

Cuando se logran uniones rgidas entre las columnas y las vigas, se forma un MARCO RIGIDO y las trasmisiones de carga de un elemento a otro no se realiza por simple sobre posicin como es el caso anterior sino que existe una conexin entre las columnas y las vigas con capacidad para trasmitir cortantes, Momentos Flectores y Fuerzas Axiales, que tienen mayores ventajas que el caso anterior: 1- Aumento sustancial de la resistencia y rigidez ante cargas horizontales. 2- Al ser una estructura hiperesttica se puede aprovechar el comportamiento dctil del material (acero o hormign armado) y realizar redistribuciones importantes de los

momentos flectores. 3- El monolitismo le permite, ante acciones no previstas, trasmitir cargas a otra parte de la misma.

RESISTENCIA

El tipo de material usado en la estructura define la resistencia, la flexibilidad, la durabilidad y muchas otras caractersticas de la estructura.

Entre los materiales mas comunes estn el hormign, acero, madera, piedra, unidades de arcilla cocida, plstico, etc. Como se mencionaba al principio en la definicin de ingeniera estructural, el avance en el conocimiento de las propiedades de los materiales nos permite que nuestro anlisis se acerque mas a la realidad.

Es parte de nuestra labor seleccionar adecuadamente los materiales para lograr que nuestra estructura sea segura, econmica y factible. Tengamos en cuenta que el seleccionar presupone un buen conocimiento de las propiedades mecnicas del material elegido.

MARCO RETICULADO DE ACERO EN TUNELES (Ejemplo)

Fuente: DSI-Chile

Todos los marcos reticulados consisten de tres o cuatro barras de retencin primarias conectados mediante elementos de tensionado de diseo del fabricante. El marco reticulado ser diseado para permitir el ingreso del shotcrete al interior y parte posterior de la viga con un nmero mnimo de recubrimiento de shotcrete.

Todas las conexiones entre elementos de tensionado y barras de retencin sern a travs de soldadura a arco metlico.

Todas las conexiones entre elementos de tensionado y barras de retencin sern a travs de soldadura a arco metlico. 3. Los marcos reticulados tendrn propiedades de momento flector sobre el eje neutral como mostrado. Un mnimo de 5% del momento de inercia ser entregado por los elementos de tensionado. Este porcentaje ser calculado como promedio a lo largo de un segmento de marco. 4. El espaciado de la lnea central de los elementos de tensionado debe ser menos de tres veces la altura del marco para asegurar una estabilidad ante la posibilidad de un colapso con una tolerancia de ms o menos una pulgada. 5. Los elementos de conexin en la parte final de la cercha pueden ser placas

estructurales, ngulos o acoples. Las placas de apoyo deben transferir la carga al suelo o roca. Los elementos conectores deben transferir la capacidad de carga total a la cercha.

Fabricacin:

1. Los segmentos de los marcos reticulados deben ser compuestas de un acero de baja aleacin cuando son usados para reforzar concreto. Son utilizados tambin para aplicaciones especiales en donde el doblaje y soldadura son importantes. 2. Propiedades fsicas mnimas del acero: fuerza de resistencia a la traccin min 80 ksi, fuerza de lmite elstico min 70 ksi, elongacin mxima min 10%. 3. Los elementos conectores en la parte final del marco deben ser construidos con un ngulo estructural o placa que cumpla con los requerimientos A325 a menos que sea especificado lo contrario. 4. El proceso de soldadura debe cumplir con los requerimientos impartidos por AWS para soldadura a arco metlico (GMAW). Todos los soldadores deben estar certificados en acorde con AWS D1. 5. Todas las soldaduras corrern de forma paralela a las barras de retencin con un largo mnimo de 1".

Fabricacin de Marcos Acero

Instalacin de marcos

DIAGRAMA INGENIERIL DE MARCOS PARA TUNELES (DESARROLLO)

A continuacin de anexan planos de detalles correspondiente a la ingeniera para la instalacin de marcos metlicos en tuneles, con el fin de establecer grficamente las caractersticas de marcos utilizados en las tareas de desarrollos mineros.