ESTÁTICA DE ESTRUCTURAS COI 303 UNIDAD 5 SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOS
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- Juan Carlos Gallego Araya
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1 ESTÁTICA DE ESTRUCTURAS COI 303 UNIDAD 5 SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOS --- PRIMER SEMESTRE 2015
2 OBJETIVO DE UNIDAD: -Dominar el concepto de estructura isostática. -Plantear ecuaciones de equilibrio en un sistema estructural isostático. SEMESTRE: OTOÑO 2014
3 INTRODUCION A LA UNIDAD. Hemos estudiado las dos unidades físicas elementales que intervienen en el estudio de la ESTÁTICA, estas son: -Fuerza. -Momento. TENEMOS LAS ARMAS BASICAS PARA DAR UNA INTRODUCCIÓN DEL EJERCICIO LLAMADO ANALISIS ESTRUCTURAL SEMESTRE: OTOÑO 2014
4 INTRODUCION A LA UNIDAD. OBJETIVO DE RAMA ESTRUCTURAL DE LA CARRERA REALIZAR DISEÑO ESTRUCTURAL DE OBRAS MARITIMAS O PORTUARIAS SEMESTRE: OTOÑO 2014
5 OBJETIVO DE CURSO ESTÁTICA DE ESTRUCTURAS. REALIZAR ANÁLISIS ESTRUCTURAL PERO DE ESTRUCTURAS ISOSTATICAS PROFESOR: FRANCISCO CASTRO G SEMESTRE: OTOÑO 2014
6 INTRODUCION A LA UNIDAD. QUE ES REALIZAR UN DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA OBRA MARITIMA O PORTUARIA? -DEMANDA -RENTABILIDAD ESTUDIOS BASICOS -LEVANTAMIENTOS (Topografía y Batimetría) -ESTUDIOS MARITIMOS (Oleaje, Mareas, Vientos, etc.) -MECANICA DE SUELO -(Sondajes, Prospección Geofísica, etc.) CONCLUSIÓN: EL DISEÑO ESTRUCTURAL ES UNA PARTE DEL DISEÑO GLOBAL DE LA OBRA MARITIMA PORTUARIA -INGENIERIA DE DETALLES (Diseño Estructural)
7 INTRODUCION A LA UNIDAD. QUE ES REALIZAR UN DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA OBRA MARITIMA O PORTUARIA?. Diseñar los ELEMENTOS ESTRUCTURALES de la Obra Marítima Portuaria SEMESTRE: OTOÑO 2014
8 QUE ES EL ANALISIS ESTRUCTURAL DENTRO DEL DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA OBRA MARITIMA O PORTUARIA? CARGAS EXTERNAS OLEAJE SISMO VIENTO EMPUJES TRANSITO (CAMIONES) OPERACIÓN (GRÚAS). Determinar, en función de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de los ELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA?
9 ANÁLISIS ESTRUCTURAL 2 VIAS: 1_DETERMINACION DE ESFUERZOS INTERNOS POR VIA MANUAL (CURSO ESTATICA DE ESTRUCTURAS). Determinar, en función de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de los ELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA? SEMESTRE: OTOÑO 2014
10 ANÁLISIS ESTRUCTURAL 2_DETERMINACION DE ESFUERZOS INTERNOS POR VIA MODELACIÓN ESTRUCTURAL. (Uso de Software como SAP2000, ETABS, BRIDGE, RISA 3D, STAD PRO, etc).. Determinar, en función de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de los ELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA? SEMESTRE: OTOÑO 2013
11 QUE ES LA MODELACIÓN ESTRUCTURAL?. 2_DETERMINACION DE ESFUERZOS INTERNOS POR VIA MODELACIÓN ESTRUCTURAL. (Uso de Software como SAP2000, ETABS, BRIDGE, RISA 3D, STAD PRO, etc).. Ejercicio realizado por el PROYECTISTA ESTRUCTURAL, que tiene. Determinar, en función de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de los ELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA?
12 MODELACIÓN ESTRUCTURAL. Ejercicio realizado por el PROYECTISTA ESTRUCTURAL, que tiene. Determinar, en función de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de los ELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA? SEMESTRE: OTOÑO 2014
13 MODELACIÓN ESTRUCTURAL SEMESTRE: OTOÑO 2013
14 MODELACIÓN ESTRUCTURAL SEMESTRE: OTOÑO 2013
15 MODELACIÓN ESTRUCTURAL SEMESTRE: OTOÑO 2013
16 MODELACIÓN ESTRUCTURAL SEMESTRE: OTOÑO 2013
17 RELACION ENTRE ESTRUCTURA Y EL ENTORNO (Condiciones de Borde). UNIONES (CONEXIONES) APOYOS ESTRUCTURALES SEMESTRE: OTOÑO 2013
18 SEMESTRE: OTOÑO 2013
19 GRADOS DE LIBERTAD Z Rz Rz Mx Mx Ry Ry Ry Ry My My X Y APOYO Mz Mz (Rx, Ry, Rz) existirán cuando sean NULOS (Mx, My, Mz) existirán cuando sean NULOS Posibilidades de movimientos que puede tener un punto en el espacio, en nuestro caso, un nudo estructural, un apoyo estructural, una conexión entre elementos estructurales, etc...
20 TIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES APOYO EMPOTRADO TODOS LOS GRADOS DE LIBERTAD RESTRINGUIDOS Z Y X MODELACION Y ANALISIS ESTRUCTURAL SEMESTRE: OTOÑO 2013
21 TIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO EJEMPLO DE EMPOTRAMIENTO SEMESTRE: OTOÑO 2013
22 TIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO EJEMPLO DE EMPOTRAMIENTO SEMESTRE: OTOÑO 2013
23 TIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO APOYOS ROTULADO SE RESTRINGEN LOS DEZPLAZAMIENTOS MODELACION Y ANALISIS ESTRUCTURAL SEMESTRE: OTOÑO 2014
24 TIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO APOYO DESLIZANTE SE RESTRINGE SOLO EL DESPLAZAMIENTO VERTTICAL MODELACION Y ANALISIS ESTRUCTURAL SEMESTRE: OTOÑO 2013
25 TIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO APOYO DESLIZANTE SE RESTRINGE SOLO EL DESPLAZAMIENTO VERTTICAL SEMESTRE: OTOÑO 2013
26 TIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO APOYO LIBRE APOYO EN VOLADIZO SEMESTRE: OTOÑO 2014
27 TIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO APOYO LIBRE APOYO EN VOLADIZO SEMESTRE: OTOÑO 2014
28 TIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO EJERCICIOS SEMESTRE: OTOÑO 2013
29 SEMESTRE: OTOÑO 2013
30 UNIONES ESTRUCTURALES.. CONEXIONES ENTRE DOS O MAS PERFILES ESTRUCTURALES. EL TIPO DE UNION DETERMINA LA RIGIDEZ DE LA MISMA TIPO DE UNIÓN -RIGIDA, -SEMIRIGIDA O -ROTULADA SEMESTRE: OTOÑO 2013
31 TIPOS DE UNIONES RIGIDAS Aquellas que mantienen los ángulos que forman entre sílas piezas enlazadas. El giro del nudo es igual al de las barras unidas SEMESTRE: OTOÑO 2013
32 TIPOS DE UNIONES RIGIDAS EJEMPLO EN OBRAS PORTUARIAS SEMESTRE: OTOÑO 2013
33 TIPOS DE UNIONES SEMI - RIGIDAS : Son uniones flexibles en las que se produce un giro relativo entre las barras enlazadas en el nudo, pero existiendo una transmisión de momentos SEMESTRE: OTOÑO 2013
34 TIPOS DE UNIONES SEMI RIGIDAS --- EJEMPLO EN OBRAS PORTUARIAS SEMESTRE: OTOÑO 2013
35 TIPOS DE UNIONES ROTULAS O ARTICULADAS Son enlaces que se comportan como uniones articuladas en los que la barra se une al nudo sin coartar sus giros. SEMESTRE: OTOÑO 2013
36 SEMESTRE: OTOÑO 2013
37 EQUILIBRIO DE CUERPOS RIGIDOS EN EL ESPACIO ECUACIONES DISPONIBLES 6 Ecuaciones Es posible determinar solo 6 incógnitas o reacciones EQUILIBRIO DE CUERPOS RIGIDOS EN EL PLANO ECUACIONES DISPONIBLES y x 3 Ecuaciones Es posible determinar solo 3 incógnitas o reacciones SEMESTRE: OTOÑO 2013
38 EQUILIBRIO DE CUERPOS RIGIDOS EN EL ESPACIO REACCIONES REQUERIDAS A DETERMINAR DEPENDE DEL TIPO DE APOYO. 2D 3D -APOYO EMPOTRADO -APOYO ROTULADO SEMESTRE: OTOÑO 2013
39 EQUILIBRIO DE CUERPOS RIGIDOS EN EL ESPACIO REACCIONES REQUERIDAS A DETERMINAR DEPENDE DEL TIPO DE APOYO. 2D 3D -APOYO DESLIZANTE SEMESTRE: OTOÑO 2013
40 DEFINICIÓN DE ESTRUCTURAS ISOSTATICAS Ejemplos Introductorios 1_ # Reacciones. =# Ecuaciones 2_ Estructura ISOSTATICA # Reacciones. ># Ecuaciones Estructura HIPERESTATICA Ry1 Ry2 Rx1 Rx2 Incógnitas Ry Rx Ecuaciones Mz1 Incógnitas Ecuaciones Mz2 Incógnitas Mz SEMESTRE: OTOÑO 2013
41 DEFINICIÓN DE ESTRUCTURAS ISOSTATICAS ANALISIS EN EL PLANO Numero de Ecuaciones de Equilibrio Numero de Incognitas Tipo de Estructura 3 < 3 MECANISMO (Parcialmente Inmobilizada o Inestable) 3 3 ISOSTATICA (Estaticamente Determinada ) 3 > 3 HIPERESTATICA (Estaticamente Indeterminada ) ANALISIS EN EL ESPACIO Numero de Ecuaciones de Equilibrio Numero de Incognitas Tipo de Estructura 6 < 6 MECANISMO (Parcialmente Inmobilizada o Inestable) 6 6 ISOSTATICA (Estaticamente Determinada ) 6 > 6 HIPERESTATICA (Estaticamente Indeterminada )
42 EJERCICIOS: CLASIFIQUE LAS ESTRUCTURAS DE ACUERDO A SI GRADO DE ESTATICIDAD
43 ESTRUCTURAS DE ENREJADOS ENREJADOS: ESTRUCTURAS MUY USADAS EN LA INGENIERIA ESTRUCTURAL. ECONOMICAS. Se trata de una estructura compuesta de miembros esbeltos, unidos entre sí en sus puntos extremos (NUDOS). Las conexiones en los nudos están formadas usualmente por pernos o soldadura. Generalmente, en los extremos, se usa placa de unión, o simplemente pasando un gran perno o pasador a través de la conexión. Grandes luces se usa apoyo deslizante
44 ESTRUCTURAS DE ENREJADOS APLICACIONES EN OBRAS PORTUARIAS. MUELLES GRANELEROS_JAULA DE CINTA TRANSPORTADORA
45 VIGAS ISOSTATICAS VIGA: ELEMENTO ESTRUCTURAL LINEAL, DONDE LA LONGITUD PREDOMINA SOBRE LA SECCION. SI DISPOSICION ES DE PREFERENCIA HORIZONTAL Y TRABAJA A FLEXION. RECIBE LAS CARGAS DE LAS LOSAS Y LAS TRANSMITE A PILARES, MUROS, ETC. QUE SON LOS ELEMENTOS QUE TRANSMITEN LAS CARGAS GRAVITACIONALE AL SISTEMA DE FUNDACION. EJEMPLOS: VIGAS CORTAS LUZ = Largo entre apoyos. 3.0 a 6.0 m ALTURA: m Sección INERCIA
46 VIGAS ISOSTATICAS EJEMPLOS: VIGAS PREFABRICADAS 40.0 m. aprox. Altura = 2.0 m. aprox
47 VIGAS ISOSTATICAS EJEMPLOS: VIGAS PREFABRICADAS 40.0 m. aprox. Altura = 2.0 m. aprox
48 VIGAS ISOSTATICAS EJEMPLOS: VIGAS PREFABRICADAS 40.0 m. aprox. Altura = 2.0 m. aprox.
49 VIGAS ISOSTATICAS MODELACION DE VIGAS ISOSTATICAS Empotrada Simplemente Apoyada HIPERESTATICAS Empotrada Rotulada Articulada Doble Empotrada - Deslizante BI-Empotrada
50 COLUMNAS: Son elementos estructurales sometidos principalmente a carga axial de compresión o a compresión y flexión, incluyendo o no torsión o esfuerzos contantes.
51 COLUMNAS en OBRAS PORTUARIAS:
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