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TEORIA DE ESTRUCTURAS II - MARCOS RIGIDOS

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  • 1. TEORIA DE ESTRUCTURAS II1 MARCOS RIGIDOS
  • 2. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION SISTEMAS ESTRUCTURALES En la elección del sistema estructural son importantesel tipo y magnitud del esfuerzo a que estará sometida laestructura, las características de las solicitaciones y lageometría de la estructura considerada como unconjunto. Las Estructuras se pueden construir de:- Madera- Mampostería- Concreto- Acero 2- Combinaciones de estos materiales ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 3. TEORIA DE ESTRUCTURAS II MARCOS RIGIDOS Muros de CargaLa primera forma estructural empleada consistía en un sistema depisos ( losa y trabe) apoyados sobre muros que transmitían la cargaa la cimentación y el suelo. Originalmente los elementoshorizontales de carga fueron de madera, hasta principios del siglopasado en que empezaron a utilizarse las vigas de acero paraposteriormente utilizar el concreto reforzado. Este sistema es aúnutilizado en edificios de habitación de poca altura en los que losmuros son utilizados como muros de carga y además dividen elinterior del edificio. su espesor puede alcanzar valores prácticos 3máximos de 28 cm. ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 4. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION Marcos RígidosEl empleo de este sistema se debió al desarrollo denuevos materiales y sistemas de construcción(concreto armado, acero soldado) y a nuevosmétodos de análisis y dimensionamiento. El sistemaconvencional Losa Trabe - Columna (Marco Rígido)ha sufrido variaciones, ejemplo: el desarrollo de lalosa plana que al no contener vigas o trabesredunda en una mayor economía en cimbra,acabados, peralte, alturas de entrepisos lográndosede esta manera adicionar un entrepiso por cada 10construidos. 4 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 5. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION Figura Nº 1: Losa Trabe – Columna (Marco Rígido) 5 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 6. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION Figura Nº 2: Sistemas aporticados 6 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 7. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION Marcos RígidosLos marcos forman parte de la estructura, yasea la que esta compuesta por columnas y trabeso la que esta compuesta por muros y losas. Espor eso que los marcos nos ayudan a entender elfuncionamiento lógico de las cargas y como estasactúan de acuerdo factores externos como sonvientos, sismos, nieve, etc. 7 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 8. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS-INTRODUCCION ¿Qué son los Marcos Rígidos?Un tipo de estructura son los marcos rígidos queactualmente han ido tomando fuerza debido aque facilitan la estructuración de los edificios ymás con el uso del acero posibilita cubrirgrandes luces. 8 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 9. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Marcos RígidosEl tipo de estructuración más común hoy en díapara edificios tanto de concreto como de acero esel que utiliza marcos rígidos. Los marcosformados por columnas y trabes están unidosformando uniones rígidas capaces de transmitirlos elementos mecánicos en la viga sin que hayadesplazamientos lineales ó angulares entre susextremos y las columnas en que se apoya. 9 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 10. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Marcos RígidosSobre las vigas principales, que además deresistir las cargas verticales ayudan a resistirlas cargas laterales, se apoyan en algunos casoslas vigas secundarias encargadas de soportar elsistema de piso.El empleo de este sistema se debió al desarrollode nuevos materiales y sistemas de construcción(concreto armado, acero soldado) y a nuevosmétodos de análisis y dimensionamiento. 10 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 11. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Tipos de Marcos OrtogonalesDE SOPORTE LATERAL: Muros y Tirantes cruzadosDE SOPORTE VERTICAL Columnas y murosDE ESPACIAMIENTO HORIZONTAL Pisos, Losas, Armaduras, vigas. 11 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 12. TEORIA DE ESTRUCTURAS II MARCOS RIGIDOS Funcionamiento de los Marcos RígidosLos marcos formados por columnas y trabes están unidos, formandouniones rígidas capaces de transmitir los elementos mecánicos en laviga sin que haya desplazamientos lineales ó angulares entre susextremos y las columnas en que se apoya. Sobre las vigasprincipales, que además de resistir las cargas verticales ayudan aresistir las cargas laterales, se apoyan en algunos casos las vigassecundarias encargadas de soportar el sistema de piso. 12 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 13. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Funcionamiento de los Marcos RígidosEntre-EjesEs la división interna de un marco estructuralrepetitivo definido por los claros de las columnas.Columnas centrales Mayor cargaColumnas Laterales Media cargaColumnas esquinadas Un cuarto de carga 13 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 14. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Funcionamiento de los Marcos RígidosUn marco rígido transfiere el momento de una vigaa las columnas de apoyo que dan como resultadoque las columnas comportan la resistencia a laflexión con la viga. Esta interacción entre los entre-ejes significa que la resistencia a la flexiónresultante de una F, se comparte entre diversosentre-ejes. 14 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 15. TEORIA DE ESTRUCTURAS II MARCOS RIGIDOS Uso de los Marcos RígidosSon ideales para:GimnasiosSupermercadosHangares,Bodegas o cualquier aplicación, donde el espaciointerior libre es necesario. 15 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 16. TEORIA DE ESTRUCTURAS II MARCOS RIGIDOS Beneficios o Ventajas de usar los Marcos Rígidos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 16 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 17. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Análisis EstructuralEl análisis estructural implica un conocimientode las solicitaciones que obran sobre laestructura y de las dimensiones de suselementos. Estos datos son imprecisos cuando seinicia el diseño, ya que solo se conocen en formaaproximada las dimensiones que tendrán loselementos. Mediante un proceso cíclico elproyectista va ajustando los datos iniciales(dimensiones de los elementos) a medida que vaprecisando el análisis. 17 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 18. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Análisis EstructuralSolamente en la fase final de este proceso sehace un cálculo numérico relativamenterefinado. Resumiendo lo anterior, tenemos quela finalidad del análisis estructural es conocerlos elementos mecánicos a que estarán sujetoslos elementos de la estructura y elcomportamiento que este presentará debido alas solicitaciones. 18 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 19. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Métodos de Análisis EstructuralMétodo de las Fuerzas------------ Método de las Fuerzas flexibilidadesMétodo de lasDeformaciones ----------Método de Cross ----------- Método de las Rigideces ---------Método de KaniMétodos Aproximados(Cargas Horizontales)----------Método del Portal Horizontales) ---------- Método del Cantilever ----------Método de Bowman ----------Método del Factor  19 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 20. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Métodos de Diseño1. Método de los esfuerzos de trabajo o esfuerzosPermisibles (Método Elástico) Consiste en el procesosiguiente: Las acciones internas (carga axial, momentos,fuerzas cortantes y torsiones) inducidas en los distintoselementos de las estructuras por las solicitaciones deservicio o de trabajo que actúan sobre estas, se calculanpor medio de un análisis elástico. Se determinandespués los esfuerzos producidos en las distintassecciones por las acciones internas, por métodos tambiénbasados en hipótesis elásticas. Los esfuerzos de trabajoasí calculados deben mantenerse por debajo de ciertosvalores de esfuerzos permisibles que se consideranaceptables. 20 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 21. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIMARCOS RIGIDOS Métodos de Diseño2. Método de Resistencia Ultima (Método Plástico)Las acciones internas que las solicitaciones externasproducen sobre las estructuras, se determinan por mediode un análisis elástico, como en el caso anterior. Loselementos de la estructura se dimensionan de talmanera que su resistencia a las diversas acciones detrabajo a las que puedan estar sujetas sea igual a dichasacciones multiplicadas por un factor de carga de acuerdocon el grado de seguridad deseado 21 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 22. TEORIA DE ESTRUCTURAS IIBIBLIOGRAFIA Arthur H., Nilson – Winter George (1994) DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO Mc Graw Hill Normas Venezolanas COVENIN – MINDUR – FUNVISIS. Arnal, Eduardo (1984). TEORIA DE ESTRUCTURAS I. Tercera Edición. Editorial Arte. Caracas. Venezuela. Hsieh, Yuan-Yu (1973) Teoría Elemental De Estructuras. Editorial Prentice Hall Internacional. Madrid, España. Luchsinger, Cecilio (1979) Estructuras Tomo I. Folletos De Estructuras Nº 4.Universidad Central De Venezuela. 22 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.
  • 23. TEORIA DE ESTRUCTURAS II BIBLIOGRAFIA Dr. Julio César Rolón Aguilar Sistemas Estructurales vía Web http:// www.iiarquitectos.com/2010/01/marcos-rigidos-de-acero_04.html http://www.vpchile.cl/descarga/marco_rigido.pdf fians.uat.edu.m x/catedraticos/jrolon/destructural/CAPITULO%20II.pdf http://ocwus.us.es/mecanica-de-medios-continuos-y-teoria-de-estructuras/calculo-de-estructu 23 ING. WILLIAM J. LOPEZ A.

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