Seguridad Estructural (64.17)

Documentos relacionados
La viga de acero de la figura está sujeta a una carga uniformemente distribuida con un valor medio de

LISTA DE SÍMBOLOS. Capítulo 2 EJEMPLOS Y TEORIA DE LAS VIBRACIONES PARAMÉTRICAS 2.1 Introducción T - Periodo Ω - Frecuencia a- parámetro b- parámetro

Ejemplo: Uso del perfil IPE como correa simplemente apoyada

TEMA 3. BASES DEL DISEÑO MECÁNICO CON MATERIALES.

Dr. Bernardo Gómez González

ECUACIONES DIMENSIONALES

ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE ING. DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS ASIGNATURA: PROCEDIMIENTOS ESPECIALES DE CIMENTACION PLAN 83/84/ 6ºCURSO / AÑO 10/11

Efectos del Viento y Sismos en Equipos Verticales. Entendiendo las Cargas de Viento y Sismo en Equipos Verticales. Presentado por: Intergraph

C 6.1. ESTADOS LÍMITES PARA SOLICITACIONES DE FLEXIÓN Y DE CORTE

CAPÍTULO F. VIGAS Y OTRAS BARRAS EN FLEXIÓN

Diseño de estructuras de Concreto Reforzado 1. Ejercicios resueltos del capítulo 03 del libro de Arthur Nilson.

Ingeniería Asistida por Computador

CFGS CONSTRUCCION METALICA MODULO 246 DISEÑO DE CONSTRUCCIONES METALICAS

Mecánica de Materiales II: Ensayo a tracción

CAPÍTULO 15. ZAPATAS Y CABEZALES DE PILOTES

CAPÍTULO 1. ESPECIFICACIONES GENERALES

Algunas Distribuciones Continuas de Probabilidad. UCR ECCI CI-1352 Probabilidad y Estadística Prof. M.Sc. Kryscia Daviana Ramírez Benavides

Laboratorio de Física para Ingeniería

CI 32B ANALISIS DE ESTRUCTURAS ISOSTATICAS 10 U.D. REQUISITOS: FI 21A, MA 22A DH:(3,0-2,0-,5,0) Obligatorio de la Licenciatura en Ingeniería Civil

Tablas de Engranajes

Elementos Uniaxiales Sometidos a Carga Axial Pura

Ejemplo: Columna continua en un edificio de varias plantas utilizando secciones H o RHS

ANALISIS DE FRECUENCIA EN HIDROLOGIA JULIAN DAVID ROJO HERNANDEZ

2.004 MODELISMO, DINÁMICA Y CONTROL II Primavera Boletín de problemas 3

TEMA 5: ACCIONES EN LA EDIFICACIÓN.

Gerencia de Ingeniería y Geología Superintendencia de Ingeniería y Servicios. Sistema Descarga de Ácido por Camiones IA

Departamento de Física Aplicada III

FISICA II PARA INGENIEROS

CAPÍTULO 2. RESISTENCIAS PASIVAS

Ecuaciones diferenciales de Equilibrio

CÁLCULOS EN ACERO Y FÁBRICA

ÍNDICE 1.- DESCRIPCIÓN... 2

Elementos de acero. Figura 1. Empalmes

Resistencia de Materiales 1A. Profesor Herbert Yépez Castillo

Si se incrementa el número de elementos en los cuales se ha dividido la placa y simultáneamente se disminuye el tamaño de cada elemento se obtiene

OBJETO DEL ENSAYO DE TRACCION

Modelos Estocásticos I Tercer Examen Parcial Respuestas

EXAMEN DE FÍSICA. 24 DE JUNIO DE TEORÍA. GRUPOS 16(B) Y 17(C)

Ficha Técnica. utilizados en este Capítulo deben ser iguales o menores que 8,3 MPa

PROBLEMAS DE ONDAS. Función de onda, Autor: José Antonio Diego Vives. Documento bajo licencia Creative Commons (BY-SA)

MODULO DINAMICO DE MEZCLAS ASFALTICAS

EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO BAJO LA ACCIÓN DE FUERZAS COPLANARES.

I. Objetivos. II. Introducción.

Theory Spanish (Costa Rica) El Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider LHC) (10 puntos)

Viga carril de puente grúa. Sección Doble Te de simple simetría. Aplicación Capítulos A, F, K y Apéndices B, F y K.

Asentamiento en Zapata

MEMORIA DESCRIPTIVA DE CÁLCULO. ESTRUCTURA.

Pórticos espaciales. J. T. Celigüeta

PROYECTO ESTUDIOS Y DISEÑOS PROYECTO DE CONCESIÓN, AREA METROPOLITANA DE CÚCUTA Y NORTE DE SANTANDER. MEMORIAS DE CÁLCULO ESTRUCTURAL Versión 0

Física General IV: Óptica

3. ANÁLISIS DE DATOS DE PRECIPITACIÓN.

Equilibrio y cinemática de sólidos y barras (2)

Objetos en equilibrio - Ejemplo

HORMIGÓN ARMADO II TP 07 ELEMENTOS Y ZONAS DONDE NO SE CUMPLE LA HIPÓTESIS DE BERNOUILLI. (Elementos de gran altura)

EVALUACIÓN DE CÓDIGO SÍSMICO (Original: ingles) REPÚBLICA DOMINICANA Evaluación llevada a cabo por Jorge Gutiérrez

Las acciones se pueden clasificar según su naturaleza en los siguientes grupos: 9.2. Clasificación de las acciones por su variación en el tiempo

CAPÍTULO IV: ANÁLISIS ESTRUCTURAL 4.1. Introducción al comportamiento de las estructuras Generalidades Concepto estructural Compo

LECTURA 01: LA DISTRIBUCIÓN NORMAL GENERAL. LA DISTRIBUCIÓN NORMAL ESTÁNDAR (PARTE I). TEMA 1: LA DISTRIBUCION NORMAL GENERAL.

ESTADÍSTICA. Población Individuo Muestra Muestreo Valor Dato Variable Cualitativa ordinal nominal. continua

Planteamiento del problema CAPÍTULO 3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3.1 INTRODUCCIÓN 3.2 SUPERESTRUCTURA FICTICIA

Ensayo a tensión de un material

EJEMPLOS DE APLICACIÓN DE LA INTEGRACIÓN APROXIMADA DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES DE EQUILIBRIO

Theory Espanol (Colombia) El Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider) (10 puntos)

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ESCUELA DE INGENIERIA EN ENERGIA MODULO SEMANA 9 IMPEDANCIA EN SERIE DE LINEAS DE TRANSMISION : RESISTENCIA

DISEÑO MECÁNICO (Ingeniería Industrial, 4º curso)

Probabilidad II Algunas distribuciones notables. Antonio Cuevas Departamento de Matemáticas Universidad Autónoma de Madrid

Correlación y fundamentos de utilización del Módulo de Reacción en el Diseño. de Pavimentos Rígidos, en función de los ensayos de CBR, DCP y ensayo

Módulo 4: Oscilaciones

Nombre: Curso:_3. Si la fuerza se mide en newton (N) y el vector posición en metro (m), el torque se mide en N m.

Obra: Pista de patinaje sobre hielo

EFECTO DE CINCO VARIABLES SOBRE LA RESISTENCIA DE LA ALBAÑILERIA. Por: Angel San Bartolomé y Mirlene Castro PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ


CAPÍTULO 7 INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS SANDWICH

PROPIEDADES Y ENSAYOS

8. Ensayos con materiales

TRABAJO PRACTICO N 6 COLUMNAS ARMADAS

Mecánica. Cecilia Pardo Sanjurjo. Tema 04. Cables. DPTO. DE INGENIERÍA ESTRUCTURAL Y MECÁNICA

USO DE CONCRETOS Y ACEROS DE ALTA RESISTENCIA DE ACUERDO CON LAS NUEVAS NTC

Problemas de Ondas. Para averiguar la fase inicial: Para t = 0 y x = 0, y (x,t) = A

CURSO DE ESTRUCTURAS METALICAS Y CONEXIONES.

PROGRAMA INSTRUCCIONAL

CONTRATO CONSTRUCCIÓN DEL SEGUNDO CIRCUITO A 115 kv ENTRE LAS SUBESTACIONES SURIA - PUERTO LÓPEZ PUERTO GAITÁN

ANEXO 1: Tablas de las propiedades del aire a 1 atm de presión. ҪENGEL, Yunus A. y John M. CIMBALA, Mecánica de fluidos: Fundamentos y

N brd = χ A f yd. siendo:

SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS

CINEMÁTICA: MOVIMIENTO CIRCULAR, CONCEPTOS BÁSICOS Y GRÁFICAS

Cálculo del proceso de varada para embarcaciones deportivas. Trabajo realizado por: Joan Garcia Alonso Ingeniero en Sistemas y Tecnología Naval

10 cm longitud 30 m. Calcular: (a) la velocidad en el pie del plano inclinado si

ESTATICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES (ING IND) T P Nº 7: SOLICITACIONES N, Q y M f

INGENIERIA CIVIL EN MECANICA VESPERTINO GUÍA DE LABORATORIO ASIGNATURA PROCESOS DE FABRICACIÓN II NIVEL 03 EXPERIENCIA C911

de 2/(3) 1/2 de lado y en el tercero hay una la Tierra?.

Solución: (esfuerzos en KN) 200 kn. 400 kn. 300 kn. 100 kn. 5 m A C. 2 x 5m = 10 m. 1 cm 1,2 cm 1 cm

Selección de listados

FILPALCOS ESTRUCTURA PORTANTE CUBIERTA 15 METROS CON AREAS DE SERVICIO

MATERIALES DIELÉCTRICOS

Facultad de Ciencias Experimentales Universidad de Almería PRÁCTICA 1

SENSORES DE FLUJO. Transducers for Biomedical Measurements: Principles and Applications, R.S.C. Cobbold, Ed. John Wiley & Sons

Transcripción:

TRABAJO PRACTICO 4 Resuelva los siguientes problemas calculando el índice de confiabilidad β de Hasofer y Lind. Salvo cuando se indique lo contrario expresamente, considere que las variables aleatorias tienen una función de distribución de probabilidad normal. Problema 1 La viga de acero de la figura está sujeta a una carga uniformemente distribuida con un valor medio de w=0.9 KN/cm y coeficiente de variación δw)=0.0. La tensión de fluencia del acero tiene un valor medio fy = 3.405 KN/cm, y un coeficiente de variación δ(fy)=0.10 ; el módulo resistente de la viga tiene un valor medio de W=819.353 cm3 y un coeficiente de variación δ(w)=0.10. Si asumimos que todas las variables tienen una distribución de tipo normal, cuál es la probabilidad de falla de la viga? La vigra tiene una longitud, L 600cm 1 wl La ecuación de falla es: f y = 0 W 8 PAG. 1 DE 9

Problema Consideremos la placa de la figura con una fisura existente (notch) de longitud a sujeta a un estado de tensiones membranales. De acuerdo a la teoría de mecánica de fractura, la fisura se produce si el factor de intensidad de tensión calculado en la fisura excede el factor KC del material. K I = σ πa K I K C => Falla por Fractura Asumiendo que las variables a, KC, y son independientes con los siguientes valores: Variable Valores Medios COV a K C σ 0.6in 0.5 170ksi in 0.07 100ksi 0.5 Determinar la probabilidad de falla por fractura de la placa PAG. DE 9

Problema 3 Consideremos la viga en voladizo de la figura, cargada en el extremo libre con un momento flexor y un momento torsor. La sección transversal es circular con radio R = 0.0 m. M y T son variables aleatorias con valores medios de 6 KN m y 17 KN m con sus respectivos coeficientes de variación de 0.18 y 0.14 respectivamente. Calcular la probabilidad de falla de la viga, usando el criterio de fluencia de Tresca dado por : σ 4 τ = Y 4 donde Y es la tensión de fluencia por tracción, y son las tensiones normales y tangenciales en un punto cualquiera. Asumir que Y tiene una distribución normal con μ y =7000 KN/m y coeficiente de variación de 0.08 Las tensiones de normales se pueden calcular como, M σ = W π R3 W 4 Las tensiones tangenciales se pueden calcular como, M t πr 4 τ = R J J P P PAG. 3 DE 9

Problema 4 El deslizamiento de una masa de tierra a lo largo de una superficie circular alrededor del punto O como muestra la figura, ocurre si el momento resistente debido a las fuerzas de cohesión del suelo (F1 y F) es superado por el valor del momento causado por el peso el suelo W y la carga aplicada T. en otras palabras, fa funcion de falla esta dada por : Con los siguientes valores : g( X) = 300F 1 300F 10W 180T Variable V. Medio COV W 400 0.15 F1 100 0.30 F 300 0.0 T 10 0.10 y asumiendo que no existe correlación entre F1 y F (= 0), determinar la probabilidad de deslizamiento. PAG. 4 DE 9

Problema 5 La performance de un pavimento puede ser medida en términos de N, el número de ejes equivalentes de 18 tn antes de la falla, dado por la siguiente ecuación (Darter, 1973) log α log( N) = log 5 P 5 P 1 ( ) log( SCI) 4.7 Donde P1 y P son indices de servicio inicial y final; SCI es el indice de rigidez; es la constante de temperatura. Los valores estadísticos de las variables se describen a continuación Variable Media Desvío Standard P1 4 0.36 P 3 0 31 4.4 SCI 0.15 0.0 Determinar la probabilidad de que el pavimento falle para un diseño de 6.000.000 de ejes equivalentes de 18 tn en un período de 0 años. PAG. 5 DE 9

Problema 6 Para un determinado nivel de aceleraciones de un terremoto, y un número de ciclos equivalentes de carga, se predice que un suelo de arena saturada sufre efecto de licuefacción, si las tensiones de corte A inducidas por terremotos, exceden la resistencia al corte por cargas ciclicas R. Las tensiones inducidas por el terremoto se calculan como, τ A = a max S L r d γ h g Donde SL es la amplitud (en terminos de fracción de tension máxima) de ciclos uniformes de carga equivalente, rd es la reducción de tensiones debida a la flexibilidad de la columna de suelo, es la densidad del suelo, h es es espesor del elemento de suelo estudiado, amax es la máxima aceleración de suelo y g es la gravedad. La resistencia al corte esta dada por : τ R = N f N S C r Rσ v D r Donde Cr es la discrepancia entre la resistencia in-situ y la resistencia medida en laboratorio; R es un parámetro normalizado de resistencia en laboratorio para un tipo de ensayo dado y criterio de falla; V es la tensión vertical efectiva actuando en el elemento de suelo in-situ; Dr es la densidad relativa del suelo in-situ; NS es un factor de correción por efectos secundarios como la freceuncia de la carga ciclica, Nf es un factor de correción por erores adicionales asociados al modelo de licuefacción simplificado. Determinar la correspondiente probabilidad de licuefacción para: a) cuando todas las variables tienen distribución lognormal y b) cuando todas las variables tienen distribución normal. Variable Media Coef. Variación amax 0.1 g 0 h 5 ft 0 10 pcf 0.013 rd 0.948 0.018 SL 0.75 0 Nf 1.00 0.05 NS 1.00 0.1 CR 0.58 0.06 R 0.40 0.05 V 165 0.03 DR 0.653 0. pcf lbf ft 3 psf lbf ft PAG. 6 DE 9

Problema 7 Para el túnel de la figura se propuso, como protección ante una onda de presión q originada por explosión, la placa de acero circular de la figura. El material de la placa circular es acero A36 con una tensión de fluencia nominal de 36 ksi y un coeficiente de variación de 0.08. La tensión de fluencia nominal, yn corresponde al valor del percentil del 10%, es decir, FY yn0.10 donde FY yntiene una distribución de tipo normal. Calcule la probabilidad de falla de la placa respecto del límite de fluencia. Para determinar el estado límite usamos el criterio de Von Mises expresado por la siguiente ecuación, σ r σ r σ t σ t = Y Donde Y = tensión de fluencia del material sometido a tensiones uniaxiales y σ r, σ t = tensiones radiales y tangenciales La placa circular, sometida a una carga uniformemente distribuida q, se asume empotrada en el contorno. Las tensiones radiales y tangenciales en la placa se pueden calcular como, 3 q σ r = 8 t a ( 1 ν) r ( 3 ν) 3 q σ t = 8 t a ( 1 ν) r ( 1 3ν) t = Espesor de la placa a = Radio de la placa circular r = Radio medido desde el centro = coeficiente de Poisson (0.30 para el acero) Para una aplicación rápida de la carga (como en el caso de una explosión) el valor medio de la resistencia del acero A36 puede incrementarse hasta un 30% por sobre la resistencia a fluencia en el caso estático. PAG. 7 DE 9

Para evaluar las incertidumbres del criterio de Von Mises, un cierto número de placas circulares de diferentes tamaños y espesores fueron ensayadas bajo presiones pseudoestáticas hasta llegar a la fluencia en los apoyos. Los resultados son los siguientes: Espersor de la placa t (in) 1 1.5 1 Radio de la placa a (in) 4 4 18 30 18 Presión de fluencia obtenida en el ensayo q (psi) 9 440 430 50 00 a ) Calcular la probabilidad de falla de una placa de in de espesor, 36 in de radio, sometida a una presión q de 150 psi. b ) Qué espesor de placa se requiere para resistir una onda de presión de 00 psi con la misma probabilidad de falla que en el caso a)? PAG. 8 DE 9

Problema 8 Suponga que determinados elementos estructurales de acero sometidos a tracción fueron diseñados en términos de sus valores nominales de acuerdo a la siguiente ecuación 0.90R n 1.10D n 0.40L n 1.70 W n Donde μ R = 1.10 δ R R = 0.11 n μ D = 1.05 δ D D = 0.10 n R = Resistencia D= Peso propio L = Sobrecarga W = Viento La máxima sobrecarga en la vida útil de la estructura depende del área de influencia según la siguiente ecuación, L n = μ L = L 0 0.5 15 A I Suponga un area de influencia A I 800ft y una sobrecarga básica, L 0 50psf Por otra parte, la sobrecarga en cualquier instante L apt es una variable aleatoria con Valor medio, μ Lapt = 1 lbf ft y coeficiente de variación δ Lapt = 0.60 La relacion entre la máxima carga anual y la carga nominal de viento W 1 W n tiene una distribucion de máximo de tipo I con parámetros: u = 0.4 α = 6.65 a) Evaluar el nivel de seguridad de los elementos estructurales a traccion diseñados de acuerdo a los requerimientos arriba mencionados, para una vida útil de 5 años. Suponer que la máxima combinación de cargas durante la vida util de la estructura puede ser aproximada mediante D n L apt W 5 donde W 5 es la carga de viento máxima en 5 años. Las relaciones de carga a utilizar en el diseño son las siguientes: L n = 1.0 D n W n =.0 D n b) Si la ecuación de diseño fuera, 0.90R n γ D n L n W n determine el factor de carga requerido para mantener el mismo nivel de seguridad calculado en a). PAG. 9 DE 9