DISEÑO BASICO DE ESTRUCTURAS DE ACERO Parte 3-Criterios de Diseño

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1 CRITERIOS DE DISEÑO The profession of structural engineering can be caracterized as the art of molding material we do not really understand into shapes we cannot really analyse so as to withsand forces we can not really assess in such a way that the public does not really suspect. Dick Parmalee. Diseño por Esfuerzos Admisibles. (Diseño Elástico ) ASD Q < Q a = R n / Ω Q = carga de trabajo Q a = carga admisible R n = resistencia nominal Ω = factor de seguridad Ω fluencia = 1.67 Ω rotura = 2 De donde viene el factor de seguridad? Q+ 0.25Q = R R 1.25Q = 0.75R Ω = R = 1.25 = 1.67 Q

2 Techo Madera: EJEMPLO Teja = 75 Impermeabilización = 10 Tablilla = 8 Alfardas = 7 Estructura = 15 D 115 Lr Diseño por Estados límites (Método de la resistencia) LRFD γ Qi φ Rn Mezzanine: 185/150 = Losa =180 Steel Deck = 10 Estructura = 50 D 240 L / 740 = 1.67 La seguridad no es consistente! i = Tipo de carga: muerta, viva, etc γ = Coeficiente de mayoración que depende de la probabilidad de exedencia de cada carga Por ej: Para estados límites de resistencia 1.4.D 1.2D+1.6L+0.5(Lr ó G) G-Granizo) Granizo) Cuando una está en el máximo (50 años), las otras en el promedio. Nunca actúan dos máximos al mismo tiempo. φ fluencia = 0.90, φ rotura = 0.75 Para estados límites de servicio γ = 1 i COMBINACIONES DE CARGA (D + F) (D + F +T) + 1.6(L + H) (L r ó G ) D + 1.6(L r ó G) + (0.5L ó 0.8W ) D + 1.6W + L + 0.5(L r ó G) D + 1.0E + L D + 1.6W + 1.6H D + 1.0E + 1.6H LRFD Y ASD son equivalentes si: Para combinaciones D + L Ω φ = 1.5 L / D = 3? 2

3 PESO DE EDIFICACIONES PESO EN kn/m EDIFICIOS EDIFICIOS DE DE VIVIENDA OFICINA EDIFICIOS DE PARQUEO CUBIERTAS LIVIANAS Peso Propio Acabados PARA CUBIERTAS Carga Viva L r 0.35 KN/m 2 ( 35kg/m 2 ) >15, o 0.5 (50) Granizo G p< KN/m 2 ( 100kg/m 2 ) Granizo G p> KN/m 2 (50kg/m 2 ) Divisiones Carga Muerta Carga Viva (>15 ) El granizo aplica para alturas mayores a 2000msnm Carga Total Viva/Muerta Norte de la ciudad HISTORICA GRANIZADA Las situaciones de emergencia más graves se produjeron en calles, avenidas y barrios del centro, el oeste, el sur y el norte de la ciudad. acompañada por un intenso aguacero,;4 de noviembre Europa en La capital colombiana.. Avenida el dorado CERCA DE EL CAMPIN 3

4 En medio del caos los niños se divierten Tarde de londres en bogota DISEÑO POR CARGAS DE VIENTO NSR-10 Titulo B 4

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10 VORTICES 10

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12 DINAMICA DEL VIENTO VIBRACIONES TRANSVERSALES 12

13 Bases teóricas Líneas de corriente generadas alrededor de un edificio Bases teóricas Aproximación estática de la distribución de viento en función de la altura VELOCIDAD DE VIENTO BASICA 13

14 METODO 1: ANALISIS SIMPLIFICADO SPRFV 1) Edificio sin juntas 2) h 18m o menor dimensión 3) Cerrado 4) Regular 5) Rígido: T < 1seg 6) Sin comportamientos raros 7) Simétrico y θ techo 45 8) Sin torsión COMPONENTES Y REVESTIMIENTOS (C y R) 1) h 18m 2) Cerrado 3) Regular 4) Sin comportamientos raros 5) Techo plano 2 aguas θ techo 45 4 aguas θ techo 27 METODO 1: PROCEDIMIENTO 1) Velocidad Básica 2) Factor de Importancia I 3) Categoría de exposición 4) Coeficiente de exposición y altura λ 5) Factor de topografía K zt 6) Para SPRFV p s = λ K zt Ip S10 7) Para C y R p neta = λ K zt Ip neta10 Factor de Importancia I Categoría de Exposición Grupo de USO I I 0.87 II 1 III 1.15 IV 1.15 EXPOSICION B EXPOSICION B 14

15 EXPOSICION C EXPOSICION D Coeficiente de exposición y altura λ Factor de topografía K zt K zt = (1+K 1 K 2 K 3 ) 2 Para SPRFV p s = λ K zt Ip S10 15

16 p S10 Para C y R p neta = λ K zt Ip neta10 METODO 2 : Procedimiento Analítico p neta10 Factor de direccionalidad K d Categorías de exposición 16

17 Factor de ráfaga G Clasificación de cerramientos Coeficiente de Presión Interna C pi Coeficiente de presión Externa Presión por velocidad Fuerzas de viento de diseño SPRFV: Edificios cerrados o parcialmente cerrados, varias alturas, bajos, parapetos, voladizos, etc. 17

18 Fuerzas de viento de diseño C y R: Edificios cerrados o parcialmente cerrados Fuerzas de viento de diseño SPRFV: Edificios abiertos Fuerzas de viento de diseño C Y R: Edificios abiertos EJEMPLO Dibujo de AutoCAD a) K d = 0.85 (Tabla B.6.5-4) b) I = 0.87 (Ver A.2 y tabla B.6.5-1) c) Cat B para h = altura promedio de cubierta (Para θ < 10, h = h cornisa), K h = Tabla B.6.5-3, para z= H media cubierta) caso 1 d) K zt = (1+ K 1 K 2 K 3 ) 2 Tabla B.6.5-1) Google Earth e) G, factor de ráfaga, si no está incluido en las tablas f) Abierto, cerrado, o parcialmente cerrado. Ver definiciones. g) Presión interna, fig. B h) C pf ó GC pf Según figura que aplique, con varias combinaciones de W, y distinguiendo SPRFV ( Tabla B.5.5-7) ó C y R (Tablas B.6.5-8) i) q z ó q h j) Presión, según aplique a cerrados o Parcialmente, abiertos o pc, altura baja o no, SPRFV ( cerchas), C y R (tejas y correas, con sus respectivas áreas efectivas), etc. METODO 3: TUNEL DE VIENTO EJEMPLO PARA CARGAS Correa con presión y succión, y con o sin templeros. M9 18

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20 Meter TTM y Cincuentenario METER FOTOS CON LAS TABLAS CORRESPONDIENTES 20