IDEALIZACIONES ESTRUCTURALES 1. INTRODUCCIÓN INTRODUCCI ÓN: ÓN:
Una de las experiencias más apasionadas que vive el joven ingeniero civil dedicado a las estructuras es la de relacionar los conocimientos adquiridos en los cursos de estática, dinámica, resistencia de materiales, análisis estructural, concreto armado, construcción entre otros y la realidad. Toda estructura hecha en la realidad debe ser llevada a su idealiación estructural. !uchas veces, existe cierta di"icultad para idealiar estructuras, es por esta raón que se darán algunas pautas y suposiciones necesarias para poder idealiar sin di"icultad los di"erentes tipos de estructuras que existen. 2. CASOS TÍPICOS TÍPICOS
a. Losa aligerada #ara el dise$o de la losa aligerada consideramos como si estuviera apoyada pobre las vigas o muros de alba$iler%a, se considera como una viga contin&a.
'()T* + +
'()T* - -
a idealiación estructural será viendo el corte +/+ y vendrá dado por 1 u libre, es decir lu entre apoyos.
*l peso por metro de longitud, se obtiene haciendo el metrado de cargas
b. Vigas as vigas son elementos estructurales horiontales, que si son parte d e una estructura aporticada "orman con las columnas un pórtico.
'()T* + /+ 3i la rigide de la viga es similar a la rigide de la columna al hacer la idealiación estructural lo haremos como si "uera pórtico. a idealiación estructural será
*l peso total vendrá dado por las cargas que recibe la viga 4losa aligerada, ladrillo hueco, sobrecarga, peso propio de la viga, etc.5 se estudia en el cap%tulo de metrado de cargas. c. Muros o Placas 3i la rigide de la columna es m ucho mayor que la rigide de la viga es d ecir cuando estamos en presencia de placas, la idealiación estructural será
'()T* + /+
'uando la viga se apoya en placas se considera empotrada debido a que la rigide de la placa es mucho mayor que la viga. *l diagrama de momentos será
d. Escalera Una escalera se idealia como una viga simplemente apoyada, identi"icando las onas de carga correspondiente a los descansos y la ona que tiene los pelda$os.
e. Idealización de una Rótula *n toda rótula el momento es cero, sólo hay "uera de corte y "uera axial.
*n la práctica la rótula se puede ver en *structuras de acero *n la unión de dos elementos mediante un pin. •
•
*n concreto armado *n los puentes
3. IDEALIZACIONES ESTRUCTURALES DIVERSAS
Caso Nº 1:
'()T* +/+
3e considera empotrado porque las rigideces de las placas son mucho mayores que las rigideces de las vigas. 'onsideramos un apoyo móvil, porque las columnas ' son columnas cuyas rigideces son mucho menores que las rigideces de las vigas. #or ejemplo a 1 6.00 m, b 1 0.70 m, c1 0.8 m.
Caso Nº 2 3i en lugar de placas la planta tuviera columnas cuyas rigideces no son muy grandes respecto a las vigas :, pero las rigideces de las vigas : son mucho mayores respecto a las columnas '2, la idealiación estructural será
'()T* + +
Caso Nº 'uando las columnas y las vigas tienen rigideces aproximadas, la idealiación estructural será
'()T* + +
#ara el dise$o de la losa se idealia de la siguiente manera.
Caso Nº !
*ste tipo de idealiación procede del siguiente caso en la realidad.
'()T* + / +
Caso Nº " a idealiación de elementos articulados aparecen cuando se trabaja con losas aligeradas o macias apoyados sobre muros= as% por ejemplo
'()T* + / +
4. TIPOS DE CARGA Y SU IDEALIZACIÓN ESTRUCTURAL
a. Carga distribuida •
Carga distribuida rectangular.
+naliamos el siguiente caso
'()T* + / +
(bservado el grá"ico, para el caso del pórtico central tenemos, que las cargas que está soportando son / #eso de la losa aligerada. / #eso propio de la viga principal : / #eso de las vigas :2 / #eso propio de columnas ' *l pórtico está recibiendo su propio peso y de las demás partes de la estructura lo hace seg&n el grá"ico adjunto.
as partes de la estructura que act&an como carga distribuida sobre el pórtico son / #ara losa aligerada consideramos que el pórtico recibe el 80? de cada lado de la losa. / #eso propio de la viga principal. / #ara vigas secundarias, trabajamos con media viga / 3e considera toda la columna y para calcular el ancho de la cimentación. / #ara el análisis de la "uera s%smica de las columnas, consideramos media columna en cada extremo.
•
Carga distribuida triangular
a carga triangular aparece cuando se van a techar losas en esquinas la proporción de cargas que recibe cada pórtico viene dado por
b. Carga concentrada.
'()T* + + *l muro 9/7 está actuando en "orma distribuida sobre la viga 9/7. 3i las vigas 6/8, 2/;, />, son portantes entonces la losa está apoyándose en ellos por lo tanto esta armado como se muestra en la "igura +l estar armada as%, entonces no act&a como carga distribuida sobre la viga 9/7. *l peso propio de la viga 9/7 nos dan un peso que act&a en "orma distribuida sobre 9/7. *l peso del muro más el peso de la viga 9/7, nos dan un peso que act&a en "orma distribuida sobre 9/7.
as reacciones A TB2 act&an sobre la viga 2/; y 6/8 como carga concentrada tal como se muestra en la "igura.
) carga concentrada debido a las vigas secundarias
a carga distribuida en 2/; viene dada por el peso propio de la viga y la losa aligerada que es A . #or la "orma como está la losa esta transmitiendo carga a la viga y Csta a las columnas. 3i la losa esta armada en el sentido mostrado entonces la viga 9/7 recibe el peso de la losa más el muro
*l peso que recibe la viga 9/7 es / #eso del muro / #eso de la losa / #eso propio de la viga 9/7.
*jemplo *jecutar la idealiación estructural de la :iga +/+
ME#R$%& %E C$R'$( Viga )*) *l muro de ladrillos que soporta la viga -/- está actuando sobre este en "orma distribuida a viga -/- está soportando su peso propio y el peso del muro por metro lineal. D #eso del muro 700.00 D 0.8 D .80 1 908 EgBm. D #eso viga 2900.00 D 0.20 D 0.28 1 20 EgBm. *l peso que soporta la viga es la viga es 1 828 EgBm. #untualmente para que trasmita la carga a la viga +/+ será 828 D 49.00B25 1 ,080.00 Eg Viga $*$ a viga -/- trasmite la carga de manera puntual a la viga +/+. 'onsiderando el muro de -/- en la mitad de la lu, tenemos que la carga puntual equivale a 080.00 Eg. *sta viga se considera simplemente apoyada en su idealiación, porque Csta, es de concreto armado y está apoyada sobre muros de ladrillo. D #eso viga 2900.00 D 0.20 D 0.28 1 20 EgBm.
*ntonces la viga se considera simplemente apoyada en su idealiación porque esta es de concreto armado y está apoyada sobre muros de ladrillo.
ME#R$%& %E C$R'$( %E +N$ E(C$LER$ #ara el siguiente caso, encontrar las reacciones que act&an sobre la escalera
