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CURSO DE CAPACITACION2015SAP2000 TALLER 2

CONSULTOR: B. ING. ALEX A. ARROYO INGA

SAP2000 TALLER 2

ANALISIS Y DISEO DE ESTRUCTURAS DE ACERO

GENERALIDADES Y CONCEPTOSEl acero es un producto refinado del mineral de hierro. El hierro como elemento qumicamente puro no tiene aplicacin en la construccin civil.Se denomina acero a todas aquellas aleaciones del hierro con un porcentaje de carbono menor a 1,7% en peso.El acero estructural tiene un contenido de carbono que oscila entre 0,1% y 0,3%El carbono es el elemento de mayor influencia en las propiedades mecnicas del acero. A mayor porcentaje aumenta la dureza y la resistencia, pero el acero resultante es ms frgil y se reduce su soldabilidad.El acero posee un ndice de eficiencia (relacin: capacidad de carga til / peso propio) muy favorable, ya que tiene una alta resistencia de grado constante y un elevado Mdulo de Elasticidad y Ductilidad. Esto hace al acero especialmente apropiado para estructuras de grandes luces y bajo peso propio.El acero posee un ndice de eficiencia (relacin: capacidad de carga til / peso propio) muy favorable, ya que tiene una alta resistencia de grado constante y un elevado Mdulo de Elasticidad y Ductilidad. Esto hace al acero especialmente apropiado para estructuras de grandes luces y bajo peso propio.

CARACTERSTICAS DE LA CONSTRUCCIN EN ACEROLa construccin en acero abarca un amplio campo de aplicacin en puentes, edificios, galpones industriales, torres, gras, tanques de almacenamiento, obras hidrulicas y portuarias, antenas, estructura de barcos, entre otras.

VENTAJAS Y DEVENTAJAS Ventajas:

Mayor resistencia unitariaMiembros ms esbeltosMenor Peso GlobalFundaciones ms pequeasAmplia gama de secciones disponibles en el mercadoRapidez de montaje (menor costo por financiamiento rapidez de entrega)Puede llegar a tener menor precio total

Desventajas:

Mayor peso por m3 - mayor costo por m3Sensible a la corrosin (costo de revestimiento y proteccin)Alto nivel de detalles en proyectoMano de obra especializadaPerfiles en tamaos estndar (problemas con el transporte y los porcentajes de desperdicio)Requiere mayor planificacin de obra.PERFILES LAMINADOS

PlacasI

U

Angulo

BarrasPERFILES LAMINADOS

Posibles Combinaciones

PERFILES PLEGADOS Y SOLDADO

Perfiles plegados (en fro)Tubo circularTubo rectangularMETODOS DE ANALISIS

Existen dos mtodos de anlisis y son los siguientes:

El mtodo ASD (Allowable Stress Design.-Diseo por esfuerzos permisibles), se disea de manera tal que las tensiones calculadas por efectos de las cargas de servicio no superen los valores mximos en las especificaciones, es decir que se trabaja en funcin de las tensiones admisibles, donde estas son una fraccin de las tensiones cedentes del material, ya que por basarse en el anlisis elstico de las estructuras, los elementos deben ser diseados para comportarse elsticamente.

El mtodo de Load and Resistance Factor Design (LRFD) (diseo por estados limites).- emplea como criterios de anlisis y diseo los de la teora plstica o una combinacin de anlisis y diseo plstico. En este caso, basado en estados lmites, hay consistencia con el mtodo de diseo para concreto reforzado ACI-318, que emplea procedimientos probabilsticos y provee un nivel ms uniforme de confiabilidad.

CRITERIO DE DISEO ASD

CRITERIOS DE DISENO: Allowable Strength Design (A.S.D.) Ra = Qi Rn / W

Donde: Qi = Cargas de trabajo o servicio Ra = Resistencia Requerida (ASD) Rn = Resistencia Nominal W = Factor de Seguridad Rn / W = Resistencia de Diseo

CRITERIOS DE DISENO: (A.S.D.)FUNCIONALIDAD DE LA ESTRUCTURA;DEFLEXIONES,VIBRACIONES,DEFORMACION PERMANENTE Y RAJADURAS.CRITERIO DE DISEO LRFD

CRITERIOS DE DISENO:Load and Resistance Factor Design (L.R.F.D.) Ru = iQi F Rn

Donde:i = factores de carga o seguridadQi = Cargas de trabajo o servicioRu = Resistencia Requerida (LRFD)Rn = Resistencia NominalF = Factor de ResistenciaF Rn = Resistencia de DiseoCRITERIOS DE DISENO: (L.R.F.D.)COMPORTAMIENTO MAXIMA RESISTENCIA;DUCTILIDAD,PANDEOS,FATIGA,FRACTURA,VOLTEO O DESLIZAMIENTO.Ejemplo de Estructura MetlicaEJEMPLO N1:

Analizar y disear la siguiente estructura metlica:

Los elementos de la brida superior e inferior consta de ngulos doble 2L5x5x3/4-3/8, las diagonales constan de ngulos doble 2L4x4x1/2-3/8, el material es acero estructural ASTM36.

Las cargas actuantes son : Carga Muerta: 2.5 Ton (ubicados en los nudos de la brida inferior) Carga Viva : 1 Ton (ubicados en los nudos de la brida inferior)

Ejemplo de Estructura MetalicaEJEMPLO N2:

a) Analizar y disear la siguiente estructura metlica: (el archivo se encuentra en AutoCAD)

b) El material es acero estructural ASTM36, los elementos de la brida suprior e inferior son ngulos L2X2X3/16, los elementos de la diagonal son barras redondas lisas de 5/8, los arriostres son son barras redondas lisas de 3/4c) Las cargas actuantes son: Carga Muerta: 81 Kg (ubicados en los nudos de la brida superior) Carga Viva : 180 Kg (ubicados en los nudos de la brida superior) Carga Viento - sotavento : 4 Kg (ubicados en los nudos de la brida superior) Carga Viento - barlovento : 6 Kg (ubicados en los nudos de la brida superior)

COMB1:1.4 D COMB2 :1.25 D +1.60 LCOMB3, COMB4:1.25 D + 1.60 L 0.8WCOMB5, COMB6 :1.25 D + 0.5 L 1.3WCOMB7, COMB8 :0.9D 1.3W

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