metodos de diseño

6
METODOS DE DISEÑO: En un principio, las estructuras se diseñaron empleando esfuerzos permisibles o de trabajo, que limitaban el esfuerzo normal o tangencial de una pieza o una fracción del esfuerzo de fluencia del material, razón por la cual se le denomina comúnmente "diseño elástico" aunque es más correcto el termino: "diseño por esfuerzos permisibles o de trabajo". Cabe señalar que si se aprovecha la resistencia del material más allá de su punto de fluencia (como es el caso del acero) y se defina el esfuerzo permisible en función del esfuerzo de falla se estará diseñando plásticamente, por lo cual es impropio el término de diseño elástico. DISEÑO PLASTICO: Actualmente las estructura se diseñan teniendo en cuenta separadamente las cargas P que se multiplican por un factor de carga Fc > 1 que amplifica las cargas, y por otro lado la resistencia del elemento se obtiene nominalmente considerando su capacidad última de falla (Rn) para conseguir secciones económicas , se reduce con factores de resistencia Fr <> FcP <> De donde: F.S. a la falla = Fc > 1/ Fr <>> 1

Upload: ele-miranda-sanchez

Post on 24-Sep-2015

212 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Métodos de Diseño de estructuras de acero

TRANSCRIPT

METODOS DE DISEO:En un principio, las estructuras se disearon empleando esfuerzos permisibles o de trabajo, que limitaban el esfuerzo normal o tangencial de una pieza o una fraccin del esfuerzo de fluencia del material, razn por la cual se le denomina comnmente "diseo elstico" aunque es ms correcto el termino: "diseo por esfuerzos permisibles o de trabajo".

Cabe sealar que si se aprovecha la resistencia del material ms all de su punto de fluencia (como es el caso del acero) y se defina el esfuerzo permisible en funcin del esfuerzo de falla se estar diseando plsticamente, por lo cual es impropio el trmino de diseo elstico.

DISEO PLASTICO:Actualmente las estructura se disean teniendo en cuenta separadamente las cargas P que se multiplican por un factor de carga Fc > 1 que amplifica las cargas, y por otro lado la resistencia del elemento se obtiene nominalmente considerando su capacidad ltima de falla (Rn) para conseguir secciones econmicas , se reduce con factores de resistencia Fr FcP De donde: F.S. a la falla = Fc > 1/ Fr > 1

Sin embargo, este diseo denominado comnmente "plstico" debera llamarse "diseo por factores de carga y resistencia", pues si en lugar de elegir la resistencia a la ruptura (Fu) tomamos el esfuerzo de fluencia (Fy) obtenemos un diseo elstico

El mtodo LRFD y el de las NTC-Metlicas siguen este mtodo para el diseo por estados lmites de falla; es decir, el diseo para elementos mecnicos y/o esfuerzos que aseguran la resistencia mecnica del elemento estructural ante el colapso.Mientras que el diseo por estado lmite de servicio incluye la revisin por deflexiones, vibraciones y dems efectos en las estructuras para que no afecten su buen funcionamiento.FACTORES DE CARGA:Los factores de carga incrementan sus magnitudes para tomar en cuenta las incertidumbres para estimar sus valores:REGLAMENTO LRFDCOMBINACIONES MASFRECUENTES

Carga muerta = DU = 1.4 D

Carga viva = LU = 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr S R)

Carga viva en techo = LrU = 1.2 D +1.6 (Lr S R)

Carga viento = WU = 1.2 D +1.3 W + 0.5 L +0.5 (Lr S R)

Carga por sismo = EU = 1.2 D + 1.5 E + (0.5L 0.2S)

Carga de nieve = SU = 0.9 D (1.3 W 1.5 E)

Carga de lluvia = R

Carga ltima total = U

Carga muerta = CM*1.4 CMmx 1.5 CMmx

Carga viva = CV*1.4 (CMmx + CVmx ) 1.5(CMmx + Cvmx )

Carga por viento = V**1.1 (CMmed. + CVinst. + S en una direccin V)

Carga ssmica = S***0.9 (CMmin + CVmin) + 1.1 (S en una direccin o V

****1.0 (CMmed. + CVmed)

* Combinaciones comunes.** Combinaciones accidentales.*** Caso de volteo.**** Revisin por estado lmite de servicioFACTORES DE RESISTENCIA:Para estimar con precisin la resistencia ltima de un elemento estructural se deben tomar en cuenta la incertidumbre que se tiene en las hiptesis de diseo, resistencia de materiales, dimensiones de cada seccin, mano de obra, aproximacin de los anlisis, etc.REGLAMENTO LRFDFactores de resistencia: Aplastamiento en zonas de pernos, fluencia del alma bajo cargasconcentradas, cortante en tornillos o en juntas tipo friccin. Vigas sometidas a flexin y cortante, soldaduras tipo filete con esfuerzospermisibles paralelos a su eje. Columnas, aplastamiento del alma, aplastamiento en agujeros.0.80 Cortante en el rea efectiva de soldaduras de penetracin parcial. Tornillos a tensin, soldaduras de tapn o muesca, fractura de la seccinneta de miembros a tensin Aplastamiento en tornillos (diferentes al tipo A-307) Aplastamiento en tornillos A-307.Aplastamiento en cimentaciones de concreto.REGLAMENTO NTC- DISEO DE ESTRUCTURAS METALICAS:FrCASO

0.9Resistencia a tensin para estado lmite de flujo plstico en la seccin total, resistencia a flexin y cortante en vigas, determinacin de cargas crticas, tensin o compresin paralela al eje de soldaduras tipo filete y de penetracin parcial.

0.80Tensin normal al rea efectiva en soldaduras de penetracin parcial cortante en el rea efectiva en soldaduras de penetracin completa.

0.75Resistencia a tensin por estado lmite de fractura en la seccin neta, resistencia a compresin para estado lmite de pandeo local en secciones tipo 4, cortante en el rea efectiva en soldaduras de filete, cortante paralela al eje de la soldadura de penetracin parcial, resistencia a tensin de tornillos.

0.70Resistencia a compresin de columnas de seccin transversal circular hueca tipo 4.

0.60Resistencia al cortante en conexiones por aplastamiento.

REGLAMENTO NTC METALICAS (MEXICO):GENERALIDADES :Tipos de estructura: TIPO 1.-Comnmente designados marcos rgidos o estructuras continuas, los miembros que las componen estn unidas por conexiones rgidas (nodos rgidos). Tales conexiones deben ser capaces de transmitir cuando menos 1.25 veces el momento y fuerzas normales y cortantes de diseo de cada uno de los miembros que une la conexin.

TIPO 2.-Comnmente designados armaduras, unidas con conexiones que permiten rotaciones relativas, siendo capaces de transmitir el 100% de las fuerzas normales y cortantes, as como momentos no mayores del 20% de los momentos resistentes de diseo de los miembros que une la conexin.Las estructuras tipo 1, se pueden analizar por los mtodos elsticos o plsticos paraeste ltimo debern cumplirse las siguientes condiciones: Fy La grfica esfuerzo - deformacion debe presentar la siguiente caractersticas:

las secciones de los miembros que forman la estructura sean todas tipo 1 (secciones compactas). Los miembros estn contraventeados lateralmente. Se usa doble atiesador en almas donde se formen articulaciones plsticas en la seccin donde hay cargas concentradas.