¿Que es la Estática?:
MECÁNICA
ESTÁTICA
Estudia el movimiento de los cuerpos rígidos o cuerpos
en reposo
Ing
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¿Que es una Estructura?:
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DEFINICIÓN DE SISTEMAS ESTRUCTURALES
“Son sistemas compuestos de uno o varios elementos,
dispuestos de tal forma, que tanto la estructura total como cada
uno de sus componentes, sean capaces de mantenerse sin cambios
apreciables en su geometría durante la carga y descarga”.
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DEFINICIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Los elementos estructurales, también llamados miembros
estructurales o piezas estructurales “son cada una de las piezas que
forman parte de una estructura, poseen un carácter unitario y se
muestran de la misma manera bajo la acción de una o varias cargas
aplicadas”.
CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Viga de Riostra
Pedestal
Zapata
Losa Entrep.
Vigas de Amarre
Vigas de Carga
Columnas
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¿Cuál es la diferencia entre una Estructura y otra?:
• La geometría que lo define
• Las Cargan que Soportan
• La Forma en que están Apoyados
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¿Cuál es la diferencia entre una Estructura y otra?:
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Clasificación de las Estructuras:Estructuras Planas
Estructuras Rectas
Vigas Horizontales
Inclinadas
Columnas Verticales
Inclinadas
Pórticos Rectos
Inclinados
Armaduras o Cerchas
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Clasificación de las Estructuras:Estructuras Planas
Estructuras Curvas Arcos
Circular
Elípticos
Parabólicos Ing
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Clasificación de las Estructuras:
Estructuras Planas
Estructuras de Superficie
Muros
Losas Ing
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Estructuras Planas Rectas
Vigas:
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Estructuras Planas Rectas
Columnas:
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Estructuras Planas RectasPórticos:
Se denominan ESTRUCTURAS APORTICADAS, aquel sistema que
presentan gran reciedumbre o dureza en todos su elementos y los
mismo se encuentran adosados a través de juntas rígidas, estas
estructuras pueden ser de concreto con acero de refuerzo o metálicas.
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Estructuras Planas RectasArmaduras o Cerchas:
Se denominan ESTRUCTURAS RETICULARES, ARMADURAS O CERCHAS
aquel sistema formado a base de triángulos unidos entre si a base de
soldaduras o pernos, este tipo de estructura presentan gran rigidez y son
utilizadas en estructuras donde hay grandes luces, las uniones entre cada
elemento son llamada nodos; estas estructuras pueden ser de acero o de
madera.
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Estructuras Planas CurvaArcos Circulares:
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Estructuras Planas Curva
Arcos Elípticos :
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Estructuras Planas Curva
Arcos Parabólicos :
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Estructuras Superficies
Muros
Losas
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DEFINICIÓN DE CARGAS
Las cargas estructurales son definidas como la acción directa de
una fuerza concentrada o distribuida actuando sobre el elemento estructural
y la cual produce estados tensionales sobre la estructura.
CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS SEGÚN LA SUPERFICIE DE ACCIÓN
CARGAS PUNTUALES O CONCENTRADAS: Son aquellas cargas que actúan en una
superficie muy reducida (5% máximo) con respecto al área total. Ejemplo: Una Ejemplo: Una
Columna, un nervio sobre una viga de carga, el anclaje de un tensor, un puente Columna, un nervio sobre una viga de carga, el anclaje de un tensor, un puente
grúa sobre una vía, entre otros.grúa sobre una vía, entre otros.
CARGAS DISTRIBUIDAS: Son aquellas cargas que actúan de manera continua a lo
largo de todo el elemento estructural o parte de el. Ejemplo: Peso propio de Ejemplo: Peso propio de
una losa, presión del agua sobre el fondo de un deposito, pared sobre la losa, una losa, presión del agua sobre el fondo de un deposito, pared sobre la losa,
entre otras.entre otras.
Solicitaciones Externas (Cargas)
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REPRESENTACIÓN GRAFICA DE LAS CARGAS PUNTUALES Y DISTRIBUIDAS
CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS SEGÚN LA PERMANENCIA
CARGA MUERTA O CARGA PERMANENTE: Son cargas por gravedad de magnitudes
constantes que actúan de manera permanente sobre la estructura. Ejemplo: Peso propio Ejemplo: Peso propio
de la losa, paredes, piso, ventanas, aires acondicionados, entre otros.de la losa, paredes, piso, ventanas, aires acondicionados, entre otros.
CARGA PUNTUALUnidad:
Kg (Sist. M.K.S.)Ton (Sist. Ingles)
CARGA DISTRIBUIDAUnidad:
Kg/mTon/m
Baranda Protectora
Paredes
Losa de TechoVentanas
Puertas
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CARGA VIVA O VARIABLE: Son aquellas cargas cuyas magnitudes o posiciones o
ambos aspectos a la vez varían según el uso de la estructura. Para ello la
COVENIN, en función a ciertos ensayos, han propuesto unos pesos
referenciales para cada tipo de edificación.
Vivienda: 175 kg/m2 Escuelas: 300 kg/m2 aulas y 400 kg/m2 en corredores
Construcciones Deportivas (GRADAS): 500 kg/m2
CARGA ESPECIALES: Son aquellas cargas dinámicas que varían
rápidamente en el tiempo y en el momento que actúan el estado de
movimiento es considerable. Ejemplo: Sismo, carga de viento, cambios Ejemplo: Sismo, carga de viento, cambios
de temperatura, acciones hidráulicas, entre otras.de temperatura, acciones hidráulicas, entre otras.
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Falla de la Estructura por TSUNAMI
Falla por CAMBIOS DE TEMPERATURA
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Los apoyos o vínculos son los soportes sobre el cual descansa el
extremo de un elemento estructura y/o parte del sistema estructural que
conforma dicho elemento.
DEFINICIÓN DE APOYO O VÍNCULO
CLASIFICACIÓN DE LOS APOYOS O VÍNCULOS
APOYOS EXTERNOS:
1.- RODILLO: 1.- RODILLO: Se representa gráficamente de la forma
El apoyo tipo Rodillo presenta una restricción (Fv) y dos grados de libertad (Fh y M)
Fv2.- APOYO FIJO: 2.- APOYO FIJO: Se representa gráficamente de la forma
El vinculo apoyo fijo presenta dos restricciones (Fh y Fv) y un grado de libertad (M)
Fv
Fh
Tipos de Apoyo
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3.- EMPOTRAMIENTO: 3.- EMPOTRAMIENTO: Se representa gráficamente de la forma
El apoyo tipo Empotramiento presenta tres restricciones (Fv, Fh y M)
Fv
FhM
4.- EMPOTRAMIENTO MOVIL: 4.- EMPOTRAMIENTO MOVIL: Se representa gráficamente de la forma
El apoyo tipo Empotramiento Movil presenta dos restricciones (Fv y M)M
Fv
APOYOS INTERNOS:
1.- JUNTA ARTICULADA: 1.- JUNTA ARTICULADA: Es la unión entre dos elementos estructurales que permite La
rotación entorno a un eje, se representa gráficamente de la forma
2.- JUNTA RIGIDA: 2.- JUNTA RIGIDA: Es la unión entre dos elementos estructurales que impide la rotación
y el desplazamiento en cualquier dirección, se representa gráficamente de la forma
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INFRAESTRUCTURA:
Zapata, Pedestal, Viga
de Riostra y Losa de
Fundación
SUPERESTRUCTURA:
Columnas, Vigas de Carga,
Vigas de Amarre, Losa de
Entrepiso y Losa de Techo Ing
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CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES EN FUNCIÓN DE SU ESTATICIDAD
Los sistemas estructurales según el GRADO DE INDETERMINACIÓN son
clasificados en:
SISTEMAS ESTRUCTURALES HIPOSTÁTICO: Son aquellos sistemas inestables y para
calcularlos se recurren a las ecuaciones de la dinámica. Matemáticamente una estructura
es hipostática cuando el número de incógnitas es menor que el número de ecuaciones,
por tanto el valor obtenido en la ecuación de grado de indeterminación es menor que
cero.
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTÁTICO: Son aquellos sistemas estables y para calcularlos
se recurren a las ecuaciones de equilibrio estático. Matemáticamente una estructura es
isostática cuando el número de incógnitas es igual al número de ecuaciones, por tanto el
valor obtenido en la ecuación de grado de indeterminación es igual a cero.
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CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
Los sistemas estructurales según el GRADO DE INDETERMINACIÓN
son clasificados en:
SISTEMAS ESTRUCTURALES HIPERESTÁTICO: Son aquellos sistemas estables, para
calcularlos se recurren a diversos métodos motivado a que la estructura es
estáticamente indeterminada. Matemáticamente una estructura es hiperestática cuando
el número de incógnitas es mayor que el número de ecuaciones, por tanto el valor
obtenido en la ecuación de grado de hiperestaticidad es mayor que cero.
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Clasificación de las Estructuras en función de su Estaticidad:
Estructuras Isostática: I = EEstructuras Hiperestática:
Estructuras Hipostática:I > E
I <E
I = IncógnitasE = Ecuaciones
I = 3 x B + RE = 3 x N + M
B = Numero de Barras de la estructuraR = Numero de Reacciones de la estructura
M = (Numero de Barras que llegan a una articulación libre) - 1N = Numero de Nodos
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Sistema Estructural RETICULADO
Torre Eiffel (Francia)
Sistema Estructural
APORTICADO
Catedral Santa Basílica (Rusia)
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The Palm JumeirahEmiratos Árabes
(Dubái)
Hotel Burj KhalifaEmiratos Árabes (Dubái)
Hidropolys Hotel Sub-acuáticoSistema Estructural Mixto
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