Clase MM 01 (3) - Análisis Estructural (Tipos de Carga) (1)

Pontificia Universidad Católica del Perú Area de Estructuras

UNIVERSIDAD DE LIMA ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA

MECÁNICA DE MECÁNICA DE MATERIALESMATERIALESSEMESTRE 2014-ISEMESTRE 2014-I



CAPÍTULO IIIANALISIS

ESTRUCTURAL



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.



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.



El Empirismo



El Empirismo



El Empirismo



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.



El Empirismo



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.



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



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.



Cargas Muertas




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




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.



Anexo 1 Pesos unitarios (Pesos específicos)

AislamientosAlbañileríaConcretoEnlucidosLíquidosMaderas

MamposteríaMateriales almacenadosMateriales amontonados

MetalesOtros

Materiales que transmiten Cargas Muertas




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.



Carga Viva




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




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




200 kg-f/m2

Carga Viva




300 kg-f/m2

Carga Viva




400 kg-f/m2

Carga Viva




500 kg-f/m2

Carga Viva




700 kg-f/m2

Carga Viva




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.



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.

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