Facultad de Arquitectura. Bases de estática y mecánica de materiales

Transcripción

1 BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA Facultad de Arquitectura Bases de estática y mecánica de materiales

2 SISTEMA ESTRUCTURAL DE MASA ACTIVA

3 1. Qué son las estructuras de masa activa? 2. Qué es una viga y cuales son sus tipos? 3. Qué es el pórtico?

4 ESTRUCTURAS DE MASA ACTIVA Son sistemas estructurales de elementos lineales rígidos y sólidos. En los que la transmisión de cargas se efectúa por movilización de fuerzas seccionales.

5 FUERZAS QUE ACTÚAN Los componentes de la estructura están sometidos en primer lugar a la flexión, es decir a esfuerzos internos de comprensión, tracción y cortantes.

6 ESTRUCTURA DE VIGAS Son elementos lineales de construcción rectilíneos y resistentes a la flexión que no solo absorben la fuerza sino que es transmitida a los extremos. Las fuerzas se transmiten a través del material de la sección.

7 MECANISMO DE FLEXIÓN Y DE RESISTENCIA A LA FLEXIÓN Momento exterior de giro (flexión) La suma de las fuerzas exteriores hace girar los extremos libres y ocasiona una curvatura en el eje longitudinal

8 Fuerzas verticales (cortantes) Dado que la dirección de la carga y su reacción no actúan a lo largo de la misma cara de los diferentes planos, las fuerzas externas tienden a desplazar las fibras verticales de un plano respecto a las fibras verticales del plano contiguo.

9 Fuerzas cortantes horizontales La flexión provoca una contracción de la cara superior y un estiramiento de la inferior, con lo que se desplazan las fibras horizontales de un plano respecto a las de su contiguo.

10 Momento interno de giro(reacción) Debido a la flexión surgen fuerzas de tracción y compresión, a través de la transmisión de esfuerzos cortantes, que provocan un momento de giro interno.

11 Flexión y resistencia a la flexión El momento de giro de las fuerzas externas provoca una flexión hasta alcanzar el punto en el que el momento de giro interno es lo suficientemente grande como para equilibrarlo

12 Relación entre esfuerzos cortantes, de tracción y compresión en la flexión Las fuerzas verticales exteriores originan esfuerzos cortantes que intentan girar cada diferencial del material de la viga provocando una deformación por flexión. Debido a la deformación por flexión se originan tensiones cortantes horizontales que intentan girar cada diferencial en sentido contrario y con ello establecen un equilibrio por rotación.

13 TIPOS DE VIGA A diferencia de los demás tipos de estructuras, al proyectar la estructura es importante la forma de la sección de la viga en función del material empleado. Vigas de madera

14 Vigas de acero Vigas de concreto armado

15 Influencia del voladizo en la eficacia de una viga

16 Comparación entre vigas continuas y discontinuas Viga discontinua La deformación en uno de los vanos no se transmite al otro las cargas afectan independientemente.

17 Viga continua La deformación en uno de los vanos se transmite a otro. Las cargas en un vano se soportan en toda la longitud de la viga

18 INFLUENCIA DE LA CONTINUIDAD EN EL MECANISMO PORTANTE. Carga uniforme a lo largo de toda la viga. La mayor flexión se produce en los extremos libres de la viga donde no se impide el giro.

19 Carga puntual en el ultimo vano. La flexión queda reducido ya que el giro esta obstaculizado en uno de los lados. Carga puntual en el vano central. La viga reduce el giro en los apoyos del vano cargado.

20 PORTICO. Se crean elementos horizontales que se encuentran unidos a elementos verticales, de forma tal que se origina la continuidad en todo el conjunto asegurando la estabilidad del mismo.

21 ESTRUCTURA DE PÓRTICOS Mecanismo de pórtico y su relación con la viga con voladizos Las reacciones horizontales en los puntos de apoyo del pórtico limitan el giro en las esquinas y reducen la deformación por flexión de la viga del pórtico de la misma manera que lo hace una carga puntual en los extremos de una viga con voladizos.

22 MECANISMO DE PÓRTICO Y SU RELACIÓN CON LA VIGA CON VOLADIZOS

23 Al contrario de la viga simple que necesita una rigidización adicional para absorber el momento del giro, en el pórtico articulado la propia deformación origina reacciones verticales en los apoyos que provocan un giro de sentido opuesto.

24 Estructuras horizontales y verticales compuestas de pórticos articulados

25 Estructura con varias plantas con pórticos de varios vanos

26 Pórtico de varios vanos continuo en todas las plantas.

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28 ESTRUCTURA DE RETÍCULA DE VIGAS Transmisión biaxial de la carga en una retícula con uniones rígidas Supuesto que las dos filas de vigas tengan aproximadamente la misma rigidez, la carga se transmitirá según los dos ejes de mediante el mecanismo de flexión.

29 Generalidades para el diseño de estructura. Aparte de los condicionantes de la forma en planta y la situación delos apoyos, el desarrollo de retículas de vigas depende de tres decisiones formales:

30 1. Geometrías mas usuales de las retículas de vigas

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33 2. Relación de la retícula de vigas con la delimitación lateral del espacio

34 3. Estructura de la retícula de vigas

35 LOSA La losa es un elemento plano de sección activa que integra la mecánica de flexión mas diversa y por ello presenta una gran eficacia para unas luces determinadas.

36 ESTRUCTURA DE LOSAS Transmisión de la carga y optimización

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39 EJEMPLOS:

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41 CONCLUSIÓN. Las formas de masa activa están conformadas por elementos longitudinales de sección transversal limitada, que resisten las cargas por la acción de flexión. Las vigas, los pórticos, los emparrillados y las placas o losas son los mejores ejemplos.

42 Las vigas se pueden unir rígidamente con elementos verticales a través de los nudos, con la mejora en la capacidad de carga, la disminución de las deflexiones y un aumento en la capacidad de resistir fuerzas horizontales, como las de viento o sismo, conformando los pórticos.

43 BIBLIOGRAFÍA 1. Heino Engel, Sistema de estructuras, H. Blume Ediciones, Rosario 11 Madrid5, 1979