Clase MM 01 (3) - Análisis Estructural (Tipos de Carga) (1)
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UNIVERSIDAD DE LIMA ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA
MECÁNICA DE MECÁNICA DE MATERIALESMATERIALESSEMESTRE 2014-ISEMESTRE 2014-I
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CAPÍTULO IIIANALISIS
ESTRUCTURAL
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Ingeniería Estructural
En este capítulo se hace una introducción al origen de los materiales, los primeros constructores y los científicos que han hecho aportes al desarrollo de la mecánica de los materiales, y los sistemas constructivos que hoy en día usan los grandes constructores para sus proyectos de estructuras.
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El Empirismo
La ingeniería estructural existía como un arte en la antigüedad, mas no como una ciencia. Aparentemente, los constructores actuaban por reglas empíricas, que se transmitían de generación en generación, conservadas en secreto por los artesanos y rara vez modificadas por nuevos conocimientos. A pesar de ello, las estructuras construidas durante estos períodos no dejan de sorprender.
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El Empirismo
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El Empirismo
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El Empirismo
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El Empirismo
En el siglo XVI Andrea PALLADIO usó las primeras armaduras en la construcción de puentes y techos de edificaciones, aunque sus diseños no tenían como base un análisis racional. El mismo expresaba que para su dimensionamiento y concepción, “no es posible establecer reglas ciertas y determinadas”. Dos siglos más tarde los constructores se dieron cuenta de la importancia de esta nueva forma estructural y la empezaron a usar masivamente.
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El Empirismo
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Cargas Estructurales
En el proceso de diseño el ingeniero debe evaluar las cargas a las que estará sometida la estructura durante su vida útil.
Debe hacer un esfuerzo por tenerlas en cuenta sin olvidar aquellas que aunque pequeñas puedan poner en peligro la resistencia o estabilidad de la estructura.
En algunos casos se podrán despreciar, porque su incidencia es pequeña, pero siempre después de haber meditado en su efecto.
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Cargas Estructurales
Las cargas que deben considerarse en el diseño de estructuras son:
Cargas Muertas (D o P)Cargas Vivas (L o T)Cargas de Sismo (E o S)Entre otras
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Cargas Muertas (D o P)
Actúan durante toda la vida de la estructura. Incluyen todos sus elementos: vigas, pisos, techos, columnas, cubiertas y elementos arquitectónicos: ventanas, acabados, divisiones permanentes.
La principal carga muerta es el peso propio de la estructura.
Sus valores se obtienen considerando el peso específico del material y el volumen de la estructura.
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Cargas Muertas
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Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que se propone sean permanentes.
Norma NTE – 020 Cargas (Acápite 1.3)
Carga Muerta
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Cargas Muertas (D o P)
Es la más fácil de evaluar, pero depende de las dimensiones de los miembros de la estructura las cuales no se conocen al inicio del proceso. Se recurre a estimaciones del valor inicial, las cuales están relacionadas con una fase del diseño llamada PREDIMENSIONAMIENTO.
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Anexo 1 Pesos unitarios (Pesos específicos)
AislamientosAlbañileríaConcretoEnlucidosLíquidosMaderas
MamposteríaMateriales almacenadosMateriales amontonados
MetalesOtros
Materiales que transmiten Cargas Muertas
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Cargas Vivas (L o T)
Son aquellas debidas al uso u ocupación de la construcción y que la identifican. Incluyen personas, objetos móviles o divisiones que puedan cambiar de sitio. Generalmente actúan durante períodos cortos de la vida de la estructura. También incluyen el impacto.
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Carga Viva
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Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos móviles soportados por la edificación.
Norma NTE – 020 Cargas (Acápite 1.3)
Carga Viva
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Tabla 3.2.1. Cargas vivas mínimas repartidas
AlmacenajeBaños
BibliotecasCentros de educación
GarajesHospitales
HotelesInstituciones penalesLugares de asamblea
OficinasTeatrosTiendas
Viviendas
Ambientes en los que aparecen Cargas Vivas
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200 kg-f/m2
Carga Viva
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300 kg-f/m2
Carga Viva
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400 kg-f/m2
Carga Viva
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500 kg-f/m2
Carga Viva
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700 kg-f/m2
Carga Viva
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Cargas de Sismo (E o S)
El efecto producido por los movimientos sísmicos en las estructuras depende de la situación de la edificación con respecto a las zonas de actividad sísmica en el mundo.
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Cargas de Sismo (E o S)
Los movimientos del terreno le transmiten a las construcciones aceleraciones, que producen en las estructuras reacciones según la masa y su distribución en la estructura.