DISEÑO DE ESTRUCTURA METALICA

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación

A.U. “IDELFONSO NUÑEZ MARES”

Maturín Estado Monagas

Misiòn Sucre

Sección 21

Prof. Realizado por:

Franlin Cova. Josué Betancourt

Septiembre 2012-09-27

INTRODUCCIÓN

Hoy en día, los aceros estructurales son uno de los materiales de construcción de mayor importancia a nivel mundial. Por muchas características deseables, los aceros estructurales han llevado a que se utilicen en una gran variedad de aplicaciones. Están disponibles en muchas formas de productos y ofrecen una alta resistencia inherente. Tienen un módulo de elasticidad muy alto, de manera que las deformaciones bajo cargas son muy pequeñas. Además, los aceros estructurales poseen una gran ductilidad (capacidad a deformarse); tienen una relación esfuerzo-deformación unitaria en forma lineal, incluso para esfuerzos relativamente altos y su módulo de elasticidad es el mismo a tensión que a compresión.

El comportamiento de las conexiones es muy complejo, ya que en muchos casos es imposible describirse por medio de formulas ya sean sencillas o complejas. De hecho, las formulas obtenidas de manera analítica deben ser adecuadas con pruebas experimentales para tener resultados más seguros y satisfactorios. Se puede decir que en la mayoría de los casos se deja al fabricante de las estructuras el diseño de las conexiones y los ingenieros calculistas no le dan la importancia requerida. Además, las pruebas de laboratorio en fallas estructurales han demostrado que las fallas se originan en las conexiones y no en los miembros estructurales. Los tipos de conexiones que se tratarán son las conexiones atornilladas y las conexiones soldadas. En función de la rigidez que transmiten, las conexiones se clasifican en simples, en donde el momento resistente que se desarrolla en la conexión es prácticamente cero; las conexiones rígidas, donde se toma en cuenta la presencia de momento en la conexión y las conexiones semi-rígidas que es una combinación de las dos anteriores.

Los efectos que provocan los sismo sobre las construcciones. En particular nos resultan de la propagación de perturbaciones originadas por la liberación de energía de deformación acumulada en la corteza a través de un mecanismo de ruptura. Dichas perturbaciones viajan a través de la corteza como "ondas sísmicas" que se propagan con diversos mecanismos de deformación estructural

Diseño de Conexiones de estructura metálicas

El esfuerzo en el que se presenta un incremento brusco en el alargamiento o deformación sin un incremento correspondiente en el esfuerzo es el esfuerzo de fluencia. Este esfuerzo es la propiedad más importante del acero, ya que muchos procedimientos de diseño se basan en este valor. Dentro de este límite se presenta la deformación metálica. Más allá de este valor hay un intervalo en el que ocurre un incremento en la deformación sin incremento del esfuerzo.

En cuanto a los procedimientos de diseño de diferentes tipos de conexiones de acero, contenemos ejemplos de diseño de conexiones para cada uno de los criterios utilizados en cada tipo de conexión.

A continuación podemos apreciar un Programa de ensayos y propuestas para futuras conexiones rígidas en pórticos dúctiles:

El programa demostró que las conexiones rígidas que se conocían eran insuficientes para un buen comportamiento a cargas dinámicas con inversión de momentos. La razón es la formación de rótulas plásticas en la zona de unión de la viga a la columna, donde la soldadura es un elemento frágil, por lo cual la solución que se impone es tratar de alejar la rótula a una zona cercana al nudo, lo que se consigue con las dos alternativas que se muestran en la la siguiente figura:

Al colocar las cartelas verticales se disminuyen los esfuerzos en la soldadura que conecta el ala de la viga al ala de la columna, que parece ser la zona frágil, y más bien los mayores esfuerzos se concentran en el perfil donde la ductilidad es mayor y es posible desarrollar una rótula plástica. Igualmente ocurre en la solución mostrada en la cartelas horizontales al aumentarse el área de las alas y el tamaño de la soldadura, los esfuerzos mayores se concentran en el perfil. Hay otras soluciones como por ejemplo, la disminución de las alas en las cercanías del nudo, llamado “hueso de perro”.

Diseño de conexiones en edificios de acero:

El encuentro de todos los elementos origina conexiones que el diseñador debe tomar en consideración, a continuación vemos la siguiente figura:

Encuentros que originan conexiones en edificios de acero

Automatización de los cálculos en el diseño de las conexiones para edificios:

Hay una serie de cálculos que pueden ser automatizados mediante programas aliviando asi la tarea de efectuarlos. El diseño de las conexiones es uno de los factores más importantes que tiene que tomarse en cuenta. El tratamiento por el diseñador de las conexiones conduce a una sistematización del cálculo de las mismas lo que permite hacer uso de hojas de cálculo

Acciones sísmicas de Estructura metálica

A los efectos del diseño de estructuras es habitual suponer que el ambiente sísmico corresponde a ondas sísmicas P y S que se propagan verticalmente, lo que implica que éstas inciden con igual magnitud y fase en todos los apoyos de la estructura.

Se trata de una idealización por demás simplificada de la realidad, pero resulta aceptable dada la diversidad de diferentes combinaciones de ondas potencialmente factibles. Esta simplificación resulta de razonable aplicación en la mayoría de las estructuras cuyas dimensiones en planta no superan un cuarto de longitud de onda del período dominante del sismo de diseño. A pesar de las dificultades resultantes de la complejidad de los movimientos sísmicos, es necesario identificar los aspectos más relevantes a los efectos del diseño de estructuras. Estos

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