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IDEALIZACIONES IDEALIZACIONE S ESTRUCTURALES
Una de las experiencias más apasionadas que vive el joven ingeniero civil dedi dedic cado ado a las las estruc tructu turras es la de rela elaciona ionarr los los cono onocim cimient iento os adquir quirid ido os en los cursos de estática, dinámica, resistencia de materiales, análisis estr estruc uctu tura ral, l, conc concre reto to arma armado do,, cons constr truc ucci ción ón entr entre e otro otros s y la real realid idad ad.. Toda estructura hecha en la realidad debe ser llevada a su idealización estructural. Much Muchas as vece veces, s, exist xiste e cier cierta ta dific ificu ultad ltad para para idea ideali liza zarr estr estruc uctu turras, as, es por por esta esta razón que se darán algunas pautas y suposiciones necesarias para poder idea ideali liza zarr sin sin difi dificu cult ltad ad los los dife difere rent ntes es tipo tipos s de estr estruc uctu tura ras s que que exis existe ten. n.
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a. Losa aligerada Para el diseño de la losa aligerada consideramos como si estuviera apoyada pobre las vigas o muros de albañilería, se considera como una viga continúa.
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La idealización estructural será viendo el corte A-A y vendrá dado por: L= Luz libre, es decir luz entre apoyos.
El peso por metro de longitud, se obtiene haciendo el metrado de c argas
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b. Vigas Las vigas son elementos estructurales horizontales, que si son parte de una estructura aporticada forman con las columnas un pórtico.
CORTE A -A
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Si la rigidez de la viga es similar a la rigidez de la columna al hacer la idealización estructural lo haremos como si fuera pórtico. La idealización estructural será:
El peso total vendrá dado por las cargas que recibe la viga (losa aligerada, ladrillo hueco, sobrecarga, peso propio de la viga, etc.) se estudia en el capítulo de metrado de cargas.
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c. Muros o Placas Si la rigidez de la columna es mucho mayor que la rigidez de la viga es decir cuando estamos en presencia de placas, la idealización estructural
CORTE A -A
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Cuando la viga se apoya en placas se considera empotrada debido a que la rigidez de la placa es mucho mayor que la viga. El diagrama de momentos será:
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d. Escalera Una escalera se idealiza como una viga simplemente apoyada, identificando las zonas de carga correspondiente a los descansos y la zona que tiene los peldaños.
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e. Idealización de una Rótula En toda rótula el momento es cero, sólo hay fuerza de corte y fuerza axial.
En la práctica la rótula se puede ver en:
Estructuras de acero: En la unión de dos elementos mediante un pin. •
En concreto armado: En los puentes •
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3. IDEALIZACIONES ESTRUCTURALES DIVERSAS:
CORTE A A –
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Caso Nº 3 Cuando las columnas y las vigas tienen rigideces aproximadas, la idealización estructural será:
Para el diseño de la losa se idealiza de la siguiente manera.
CORTE A A –
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Caso Nº 4 Frecuentemente encontramos estructuras del tipo empotrado - articulado cuya idealización es:
CORTE A - A
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Caso Nº 5 La idealización de elementos articulados aparecen cuando se trabaja con losas aligeradas o macizas apoyados sobre muros; así por ejemplo:
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a. Carga distribuida Analizamos el siguiente caso:
CORTE A - A
Observado el gráfico, para el caso del pórtico central tenemos, que las cargas que está soportando son: - Peso de la losa aligerada. - Peso propio de la viga principal V1 - Peso de las vigas V2 - Peso propio de columnas C1
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El pórtico está recibiendo su propio peso y de las demás partes de la estructura lo hace según el gráfico adjunto.
Las partes de la estructura que actúan como carga distribuida sobre el pórtico son: - Para losa aligerada consideramos que el pórtico recibe el 50% de cada lado de la losa. - Peso propio de la viga principal. - Para vigas secundarias, trabajamos con media viga - Se considera toda la columna y para calcular el ancho de la cimentación. - Para el análisis de la fuerza sísmica de las columnas, consideramos media columna en cada extremo.
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b. Carga concentrada.
El muro 4-8 está actuando en forma distribuida sobre la viga 4-8. Si las vigas 3-5, 2-6, 1-7, son portantes entonces la losa está apoyándose en ellos por lo tanto esta armado como se muestra en la figura Al estar armada así, entonces no actúa como carga distribuida sobre la viga 4-8. El peso propio de la viga 4-8 nos dan un peso que actúa en forma distribuida sobre 4-8. El peso del muro más el peso de la viga 4-8, nos dan un peso que actúa en forma distribuida sobre 4-8.
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Las reacciones WT/2 actúan sobre la viga 2-6 y 3-5 como carga concentrada tal como se muestra en la figura.
R1: carga concentrada debido a las vigas secundarias
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La carga distribuida en 2-6 viene dada por el peso propio de la viga y la losa aligerada que es WL. Por la forma como está la losa esta transmitiendo carga a la viga y ésta a las columnas. Si la losa esta armada en el sentido mostrado entonces la viga 4-8 recibe el peso de la losa más el muro
El peso que recibe la viga 4-8 es: - Peso del muro - Peso de la losa - Peso propio de la viga 4-8.