Marcos Estructurales

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Marcos Estructurales 

Estática de estructuras

Felipe Araya

Integrantes: Dayanne Pettersen

Maruan Charifeh

Jean Benitez  

Fecha: 06 Noviembre 2015

Introducción:

La ingeniería estructural es la rama clásica de la ingeniería civil que se ocupa del diseño y cálculo de la parte estructural en elementos y sistemas estructurales tales como edificios, puentes, muros (incluyendo muros de contención), presas, túneles, etcétera. En un sentido práctico, la ingeniería estructural es la aplicación de la mecánica de medios continuos para el diseño de estructuras que soporten su propio peso, más las cargas ejercidas por el uso, denominadas cargas muertas y cargas vivas, respectivamente, más las cargas producidas por eventos de la naturaleza, como vientos, sismos, nieve o agua para finalmente conseguir estructuras seguras, resistentes y funcionales.

Los ingenieros estructurales se aseguran que sus diseños satisfagan un estándar para alcanzar objetivos establecidos de seguridad, por ejemplo, que la estructura no se derrumbe sin dar ningún aviso previo, o de nivel de servicio, por ejemplo, que la vibración en un edificio no moleste a los moradores. Adicionalmente, son responsables por hacer uso eficiente del dinero y materiales necesarios para realizar las obras, además de encontrar soluciones concretas y efectivas a problemas que afecten la construcción.

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Para cada una de las construcciones que realizan los ingenieros, es necesario tener consideraciones en cuanto al sistema estructural sobre el cual se trabajará. Para la correcta elección de este, son importantes el tipo y la magnitud del esfuerzo sobre el que estará sometida la estructura, las características de las solicitaciones y la geometría de la estructura considerada como un conjunto, ya que este será el esqueleto de la obra.

Así, una vez inmersos en el tema del análisis estructural y del rol del ingeniero civil, durante el presente informe se dará especial énfasis al tema de marcos estructurales, que es necesario analizar en profundidad; en qué consiste, cuáles son sus alcances y por último cuál es su importancia dentro de la ingeniería estructural.

Desarrollo

Los sistemas estructurales de marcos son soluciones estructurales económicas (vigas y puntales) para una distribución óptima de la carga en condiciones de montaje difíciles, por ejemplo cuando no es posible transportar pesados componentes prefabricados de hormigón hasta la obra. Los marcos formados por columnas y trabes están unidos, formando uniones rígidas capaces de transmitir los elementos mecánicos en la viga sin que haya desplazamientos lineales o angulares entre sus extremos y las columnas en que se apoya.

Sobre las vigas principales, que además de resistir las cargas verticales ayudan a resistir las cargas laterales, se apoyan en algunos casos las vigas secundarias encargadas de soportar el sistema de piso.

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Los marcos rígidos son el tipo de estructuración más común hoy en día, utilizados en edificios, tanto de concreto como de acero. Los marcos son formados por la unión rígida de columnas y trabes capaces de transmitir los elementos mecánicos en la viga sin que haya desplazamientos lineales o angulares entre sus extremos y las columnas en que se apoya. Las vigas principales esencialmente soportan las cargas verticales, pero también sirven para resistir cargas laterales a las que está sometido la estructura.

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Un marco rígido transfiere el momento de una viga a las columnas de apoyo, lo que resulta en que las columnas forman la resistencia a la flexión con la viga. Esta interacción entre los entre-ejes o nodos significa que la resistencia a la flexión resultante de una solicitación de la viga, se comparte entre diversos entre ejes.

Existen numerosos métodos de análisis estructural para el  diseño de estructuras mediante el modelamiento de marcos rígidos, como el método de las flexibilidades o el método de las rigideces, pero nos centraremos en el Método de fuerzas, que consiste en un análisis elástico de las solicitaciones que presenta la estructura a analizar, luego se determinan los esfuerzos producidos en las distintas secciones por acción de las fuerzas internas, que deben estar acordes con la normativa vigente (mantenerse bajo valores establecidos por la ley)

El método de fuerzas consiste, en nuestro enfoque, se estudiarán marcos en condición isostática, sometidos a distintas licitaciones de fuerzas y momentos, mediante el análisis de las fuerzas internas (axial, corte y momento flector) presentes en cada tramo del marco, donde siempre se debe cumplir la condición de equilibrio. Éstas se calculan encontrando una función de fuerza axial, corte o momento flector respecto a la posición, para luego evaluar los puntos de interés.

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Ventajas:[pic 7]

• Interior libre o espacio universal
• Flexibilidad en el aprovechamiento del espacio interior.
• Rápida construcción.
• Diseño flexible incomparable
• Menor Costo
• Variedad de columnas
• Mínima pendiente de la cubierta

Presencia usual de marcos rígidos:

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