INTRODUCCION AL ANALISIS ESTRUCTURAL

1. Definicin de estructura

Existen diferentes definiciones de Estructuras, una de ellas es:Es el conjunto de elementos resistentes, convenientemente vinculados entre s, que accionan y reaccionan bajo los efectos de las cargas. Su finalidad es resistir y transmitir las cargas hacia los apoyos manteniendo el espacio arquitectnico, sin sufrir deformaciones incompatibles. La cual debe garantizar el Equilibro y la correcta estabilidad.

2. Etapas para la creacin de una estructura

Planeacin: Al crear una estructura para que cumpla una funcin especfica de uso pblico o privado, primero debe considerarse la seleccin de una forma estructural que sea segura, esttica y econmica. Esta es usualmente la fase ms difcil y a la vez ms importante de la ingeniera estructural. A menudo se requieren varios estudios independientes de diferentes soluciones antes de decidir cul es la forma (arco, armadura, marco, etc.) ms apropiada. Una vez tomada esta decisin, se especifican entonces las cargas, materiales, disposicin de los miembros y sus dimensiones de conjunto. Est claro que la habilidad necesaria para llevar a cabo estas actividades de planeacin se adquiere normalmente despus de varios aos de experiencia en el arte y ciencia de la ingeniera.

Anlisis: Para analizas apropiadamente una estructura, deben hacerse ciertas idealizaciones sobre cmo estn soportados y conectados los miembros entre s. Una vez que se ha determinado sto y se han especificado las cargas, las fuerzas en los miembros y sus desplazamientos se puede empezar a sacar conclusiones. stas pueden encontrarse utilizando la teora de la mecnica estructural.

Diseo: Una vez obtenidas las cargas internas de un miembro, el tamao de ste puede determinarse de manera que se satisfagan los criterios de resistencia, estabilidad y deflexin, como est asentado en las normas y cdigos en vigor. Adems , las conexiones entre los miembros pueden disearse por resistencia y las dimensiones detallarse de manera que todas las partes queden ajustadas entre s en forma apropiada. Construccin: la fase final requiere ordenar los diversos componentes de la estructura y planear las actividades que implica el montaje real de sta. Respecto a esto, todas las fases de la construccin deben inspeccionarse para garantizar que la estructura est siendo construida de acuerdo con planos de diseo especificados.

3. Clasificacin de las estructuras

Es importante para el ingeniero reconocer los diversos tipos de elementos que componen una estructura y que sea capaz de clasificar las estructuras de acuerdo con su forma y funcin. Algunos de esos aspectos son:

Tirantes: los miembros estructurales sometidos a una fuerza de tensin se denominan tirantes o puntuales de arrostramiento. debido a la naturaleza de esta carga, estos miembros son esbeltos y para formarlos se escogen perfiles redondos, rectangulares, ngulos, canales, etc. Vigas: las vigas son usualmente miembros horizontales rectos usados principalmente para soportar cargas verticales. A menudo se clasifican segn la manera en que estn apoyadas. en particular, cuando la seccin transversal varia, la viga se denomina ahusada o acartelada. Las secciones transversales de las vigas son tambin compuestas, como en los casos en que se aaden placas en sus partes superior e inferior. Columnas: los miembros que generalmente son verticales y resisten cargas axiales de compresin se conocen como columnas.

Tipos de estructurasA la combinacin de los elementos estructurales y los materiales de que estn hechos se le llama sistema estructural. Cada sistema est constituido de uno o ms de cuatro tipos bsicos de estructuras. Clasificados por el grado de complejidad de su anlisis, tales tipos son los siguientes. Armaduras: Una armadura es una estructura compuesta de elementos delgados unidos en sus extremos. Los elementos que se usan comnmente en la construccin consisten en puntuales de madera, barras de metal, ngulos o canales. Las conexiones en las juntas suelen formarse al empernar o soldar los extremos de los elementos a una placa comn, llamada Placa de Empalme. O simplemente pasando un perno o un pasador de gran tamao a travs de cada uno de los elementos.

Cables y arcos: Otras dos formas de estructura que se usan para salvar grandes distancias son el cable y el arco. Los cables suelen ser flexibles y soportan sus cargas en tensin. Los cables se usan generalmente para soportar puentes y techos de edificios. El arco logra su resistencia en compresin ya que tiene una curva inversa a la del cable. los arcos son frecuentemente usados en estructuras de puentes, domos para techos y en aberturas para muros de mampostera.

Marcos: Los marcos se usan a menudo en edificios y se componen de vigas y columnas que estn articuladas o bien son rgidas en sus conexiones. La carga en un marco ocasiona flexin en sus miembros, y debido a las conexiones rgidas, esta estructura es generalmente indeterminada desde el punto de vista del anlisis. La resistencia de un marco se deriva de las intersecciones de momento entre las vigas y las columnas en los nudos rgidos y, en consecuencia, los beneficios econmicos de usar un marco dependen de la eficiencia que se obtiene al usar tamaos menores de vigas respecto al tamao mayores en las columnas debido a la accin viga-columna causada por la flexin en los nudos.

Estructuras superficiales: Una estructura superficial est hecha de un material cuyo espesor es muy pequeo en comparacin con sus otras dimensiones. Algunas veces este material es muy flexible y puede tomar forma de una tienda de campaa o de una estructura inflada con aire. En ambos casos, el material acta como una membrana sometida a tensin pura.

PROCEDIMIENTO DE DISEO Y CONSTRUCCIN DE EDIFICACIONES, DE ACUERDO CON EL REGLAMENTO (NSR-10 TTULO A REQUISITOS GENERALES DE DISEO Y CONSTRUCCIN SISMO RESISTENTE): GENERAL: El diseo y construccin de una edificacin sometida a este Reglamento debe llevarse a cabo como se indica a continuacin. Las diferentes etapas de los estudios, construccin y supervisin tcnica, se amplan en las secciones pertinentes del Reglamento.

ESTUDIOS GEOTCNICOS: Debe realizarse una exploracin del subsuelo en el lugar en que se va a construir la edificacin, complementada con una consideracin de sus alrededores para detectar, de ser el caso, movimientos de suelo. El alcance de la exploracin y el programa de ensayos de laboratorio se establecen en el Ttulo H Estudios Geotcnicos. El ingeniero geotecnista debe elaborar un informe en el cual relacione la exploracin y los resultados obtenidos en el laboratorio, se den las recomendaciones que debe seguir el ingeniero estructural en el diseo de la cimentacin y obras de contencin, la definicin de los efectos ssmicos locales, los procedimientos constructivos que debe emplear el constructor, y los aspectos especiales a ser tenidos en cuenta por el supervisor tcnico. En el reporte se deben indicar los asentamientos esperados, su variabilidad en el tiempo y las medidas que deben tomarse para no afectar adversamente las construcciones vecinas. El reporte debe ir firmado, o rotulado, por un ingeniero civil facultado para este fin de acuerdo con la Ley 400 de 1997.

DISEO ARQUITECTNICO: El proyecto arquitectnico de la edificacin debe cumplir la reglamentacin urbana vigente, los requisitos especificados en el Ttulo J y en el Ttulo K y adems debe indicar, para efectos de este Reglamento, los usos de cada una de las partes de la edificacin y su clasificacin dentro de los grupos de uso definidos en el Captulo A.2, el tipo de cada uno de los elementos no estructurales y el grado de desempeo mnimo que deben tener de acuerdo con los requisitos del Captulo A.9. El proyecto arquitectnico debe ir firmado por un arquitecto con matricula profesional vigente. Cuando los planos arquitectnicos incluyan los diseos ssmicos de los elementos no estructurales, stos deben ir firmados, o rotulados, por un profesional facultado para este fin de acuerdo con la Ley 400 de 1997.

DISEO ESTRUCTURAL: El diseo estructural debe ser realizado por un ingeniero civil facultado para este fin, de acuerdo con la Ley 400 de 1997. La estructura de la edificacin debe disearse para que tenga resistencia y rigidez adecuadas ante las cargas mnimas de diseo prescritas por el Reglamento y debe, adems, verificarse que dispone de rigidez adecuada para limitar la deformabilidad ante las cargas de servicio, de tal manera que no se vea afectado el funcionamiento de la edificacin.

REVISIN DE LOS DISEOS: Los planos, memorias y estudios realizados deben ser revisados para efectos de la obtencin de la licencia de construccin tal como lo indica la Ley 400 de 1997, la Ley 388 de 1997 y sus respectivos reglamentos. Esta revisin debe ser realizada en la curadura o en las oficinas o dependencias encargadas de estudiar, tramitar, y expedir las licencias de construccin, o bien por un profesional independiente, a costo de quien solicita la licencia. Los revisores de los diseos deben tener las cualidades establecidas en la Ley 400 de 1997.

CONSTRUCCIN: La construccin de la estructura, y de los elementos no estructurales, de la edificacin se realiza de acuerdo con los requisitos propios del material, para el grado de capacidad de disipacin de energa para el cual fue diseada, y bajo una supervisin tcnica, cuando as lo exija la Ley 400 de 1997, realizada de acuerdo con los requisitos del Ttulo I. En la construccin deben cumplirse los requisitos dados por el Reglamento para cada material estructural y seguirse los procedimientos y especificaciones dados por los diseadores. La direccin de la construccin debe ser realizada por un ingeniero civil, o arquitecto, o un ingeniero mecnico para el caso de estructuras metlicas o prefabricadas, facultados para este fin, de acuerdo con la Ley 400 de 1997, o un constructor en arquitectura o ingeniera facultado para este fin por la Ley 1229 de 2008.

SUPERVISIN TCNICA: De acuerdo con el Ttulo V de la Ley 400 de 1997, la construccin de estructuras de edificaciones, o unidades constructivas, que tengan ms de 3000 m de rea construida, independientemente de su uso, debe someterse a una supervisin tcnica realizada de acuerdo con lo establecido en esta seccin y en el Ttulo I de este Reglamento.

INTRODUCCION AL ANALISIS ESTRUCTURAL

Por:HENRY ANDERSSON GARZON MELLIZO

Presentado a:ING. ALFER SILVA CERON

UNIVERSIDAD DEL CAUCAFACULTADAD DE INGENIERIA CIVILPOPAYAN2015