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Sistemas Estructurales Isostáticos
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PROFESOR: FRANCISCO CASTRO G --- PRIMER SEMESTRE 2015
ESTTICA DE ESTRUCTURAS
COI 303UNIDAD 5
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOS
OBJETIVO DE UNIDAD:
- Dominar el concepto de estructura isosttica. - Plantear ecuaciones de equilibrio en un sistema estructural isosttico.
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2014
INTRODUCION A LA UNIDAD.
Hemos estudiado las dos unidades fsicas elementales que intervienen en el estudio de la ESTTICA, estas son:-Fuerza.-Momento.
TENEMOS LAS ARMAS BASICAS PARA DAR UNA INTRODUCCIN DEL EJERCICIO LLAMADO ANALISIS ESTRUCTURAL
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2014
INTRODUCION A LA UNIDAD.OBJETIVO DE RAMA ESTRUCTURAL DE LA CARRERA
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2014
REALIZAR DISEO ESTRUCTURAL DEOBRAS MARITIMAS O PORTUARIAS
OBJETIVO DE CURSO ESTTICA DE ESTRUCTURAS.
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO G
SEMESTRE: OTOO 2014
REALIZAR ANLISIS ESTRUCTURAL PERO DE ESTRUCTURAS ISOSTATICAS
INTRODUCION A LA UNIDAD.QUE ES REALIZAR UN DISEO ESTRUCTURAL DE UNA OBRA MARITIMA O PORTUARIA?
CONCLUSIN: EL DISEO ESTRUCTURAL ES UNA PARTE DEL DISEO GLOBAL DE LA
OBRA MARITIMA PORTUARIA
-DEMANDA-RENTABILIDAD
ESTUDIOS BASICOS-LEVANTAMIENTOS(Topografa y Batimetra)
-ESTUDIOS MARITIMOS (Oleaje, Mareas, Vientos, etc.)
-MECANICA DE SUELO-(Sondajes, Prospeccin Geofsica, etc.)
-INGENIERIA DE DETALLES(Diseo Estructural)
INTRODUCION A LA UNIDAD.QUE ES REALIZAR UN DISEO ESTRUCTURAL DE UNA OBRA MARITIMA O PORTUARIA?
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2014
. Disear los ELEMENTOS ESTRUCTURALES de la Obra Martima Portuaria
QUE ES EL ANALISIS ESTRUCTURAL DENTRO DEL DISEO ESTRUCTURAL DE UNA OBRA
MARITIMA O PORTUARIA?CARGAS EXTERNAS
OLEAJE SISMO VIENTO EMPUJES TRANSITO (CAMIONES) OPERACIN (GRAS)
. Determinar, en funcin de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de losELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA?
ANLISIS ESTRUCTURAL
2 VIAS:
1_DETERMINACION DE ESFUERZOS INTERNOS POR VIA MANUAL (CURSO ESTATICA DE ESTRUCTURAS)
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2014
. Determinar, en funcin de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de los
ELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA?
ANLISIS ESTRUCTURAL 2_DETERMINACION DE ESFUERZOS INTERNOS POR VIA MODELACIN ESTRUCTURAL .
(Uso de Software como SAP2000, ETABS, BRIDGE, RISA 3D, STAD PRO, etc).
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
. Determinar, en funcin de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de los
ELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA?
QUE ES LA MODELACIN ESTRUCTURAL?. 2_DETERMINACION DE ESFUERZOS INTERNOS POR VIA MODELACIN ESTRUCTURAL .
(Uso de Software como SAP2000, ETABS, BRIDGE, RISA 3D, STAD PRO, etc).
. Ejercicio realizado por el PROYECTISTA ESTRUCTURAL, que tiene . Determinar, en funcin de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de los
ELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA?
MODELACIN ESTRUCTURAL
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2014
. Ejercicio realizado por el PROYECTISTA ESTRUCTURAL, que tiene . Determinar, en funcin de CARGAS EXTERNAS, los ESFUERZOS INTERNOS de los
ELEMENTOS ESTRUCTURALES de una OBRA MARITIMA O PORTUARIA?
MODELACIN ESTRUCTURAL
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
MODELACIN ESTRUCTURAL
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
MODELACIN ESTRUCTURAL
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
MODELACIN ESTRUCTURAL
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
RELACION ENTRE ESTRUCTURA Y EL ENTORNO (Condiciones de Borde).
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
UNIONES (CONEXIONES)
APOYOS ESTRUCTURALES
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSGRADOS DE LIBERTAD
Posibilidades de movimientos que puede tener un punto en el espacio, en nuestro caso, un nudo estructural, un apoyo estructural, una conexin entre elementos estructurales, etc. ..
YX
Z
My
Mx
Mz
Ry
Rz
Ry
(Rx, Ry, Rz) existirn cuando sean NULOS
(Mx, My, Mz) existirn cuando sean NULOS
APOYOMy
Mx
Mz
Ry
Rz
Ry
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALESAPOYO EMPOTRADOTODOS LOS GRADOS DE LIBERTAD RESTRINGUIDOS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
Z
XY
MODELACION Y ANALISIS ESTRUCTURAL
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO
EJEMPLO DE EMPOTRAMIENTO
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO
EJEMPLO DE EMPOTRAMIENTO
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIOAPOYOS ROTULADO SE RESTRINGEN LOS DEZPLAZAMIENTOS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2014
MODELACION Y ANALISIS ESTRUCTURAL
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIOAPOYO DESLIZANTESE RESTRINGE SOLO EL DESPLAZAMIENTOVERTTICAL
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
MODELACION Y ANALISIS ESTRUCTURAL
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIOAPOYO DESLIZANTE SE RESTRINGE SOLO EL DESPLAZAMIENTO VERTTICAL
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIO
APOYO LIBRE
APOYO EN VOLADIZO
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2014
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIOAPOYO LIBRE APOYO EN VOLADIZO
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2014
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE APOYOS ESTRUCTURALES EN EL ESPACIOEJERCICIOS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSUNIONES ESTRUCTURALES
.. CONEXIONES ENTRE DOS O MASPERFILES ESTRUCTURALES. EL TIPO DE UNION DETERMINA LA RIGIDEZ DE LA MISMA
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
TIPO DE UNIN- RIGIDA, - SEMIRIGIDA O - ROTULADA
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE UNIONESRIGIDAS Aquellas que mantienen los ngulos que forman entre s las piezas enlazadas. El giro del nudo es igual al de las barras unidas
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE UNIONESRIGIDAS EJEMPLO EN OBRAS PORTUARIAS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE UNIONESSEMI - RIGIDAS : Son uniones flexibles en las que se produce un giro relativo entre las barras enlazadas en el nudo, pero existiendo una transmisin de momentos
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE UNIONESSEMI RIGIDAS --- EJEMPLO EN OBRAS PORTUARIAS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSTIPOS DE UNIONESROTULAS O ARTICULADAS Son enlaces que se comportan como uniones articuladas en los que la barra se une al nudo sin coartar sus giros.
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSEQUILIBRIO DE CUERPOS RIGIDOS EN EL ESPACIO ECUACIONES DISPONIBLES
EQUILIBRIO DE CUERPOS RIGIDOS EN EL PLANO ECUACIONES DISPONIBLES
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
6 Ecuaciones
Es posible determinar solo 6incgnitas o reacciones
x
y
3 Ecuaciones
Es posible determinar solo 3incgnitas o reacciones
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
EQUILIBRIO DE CUERPOS RIGIDOS EN EL ESPACIO REACCIONES REQUERIDAS A DETERMINAR
DEPENDE DEL TIPO DE APOYO. 2D 3D
-APOYO EMPOTRADO
- APOYO ROTULADO
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOS
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
EQUILIBRIO DE CUERPOS RIGIDOS EN EL ESPACIO REACCIONES REQUERIDAS A DETERMINAR
DEPENDE DEL TIPO DE APOYO. 2D 3D
-APOYO DESLIZANTE
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSDEFINICIN DE ESTRUCTURAS ISOSTATICASEjemplos Introductorios
1_ 2_
PROFESOR: FRANCISCO CASTRO GSEMESTRE: OTOO 2013
Ry
Rx
Mz
Ry1
Rx1
Mz1
Ry2
Rx2
Mz2
# Reacciones. = # EcuacionesEstructura ISOSTATICA
# Reacciones. > # EcuacionesEstructura HIPERESTATICA
Incgnitas Ecuaciones
Incgnitas Incgnitas
Ecuaciones
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSDEFINICIN DE ESTRUCTURAS ISOSTATICAS
Numero de Ecuaciones de Equilibrio Numero de Incognitas Tipo de Estructura
3 < 3 MECANISMO (Parcialmente Inmobilizada o Inestable)
3 3 ISOSTATICA (Estaticamente Determinada )
3 > 3 HIPERESTATICA (Estaticamente Indeterminada )
ANALISIS EN EL PLANO
Numero de Ecuaciones de Equilibrio Numero de Incognitas Tipo de Estructura
6 < 6 MECANISMO (Parcialmente Inmobilizada o Inestable)
6 6 ISOSTATICA (Estaticamente Determinada )
6 > 6 HIPERESTATICA (Estaticamente Indeterminada )
ANALISIS EN EL ESPACIO
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSEJERCICIOS: CLASIFIQUE LAS ESTRUCTURAS DE ACUERDO A SI GRADO DE ESTATICIDAD
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSESTRUCTURAS DE ENREJADOSENREJADOS: ESTRUCTURAS MUY USADAS EN LA INGENIERIA ESTRUCTURAL. ECONOMICAS.
Se trata de una estructura compuesta de miembros esbeltos, unidos entre s en sus puntos extremos (NUDOS). Las conexiones en los nudos estn formadas usualmente por pernos o soldadura. Generalmente, en los extremos, se usa placa de unin, o simplemente pasando un gran perno o pasador a travs de la conexin.
Grandes luces se usa apoyo deslizante
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSESTRUCTURAS DE ENREJADOSAPLICACIONES EN OBRAS PORTUARIAS. MUELLES GRANELEROS_JAULA DE CINTA TRANSPORTADORA
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSVIGAS ISOSTATICASVIGA: ELEMENTO ESTRUCTURAL LINEAL, DONDE LA LONGITUD PREDOMINA SOBRE LA SECCION . SI DISPOSICION ES DE PREFERENCIA HORIZONTAL Y TRABAJA A FLEXION. RECIBE LAS CARGAS DE LAS LOSAS Y LAS TRANSMITE A PILARES, MUROS, ETC. QUE SON LOS ELEMENTOS QUE TRANSMITEN LAS CARGAS GRAVITACIONALE AL SISTEMA DE FUNDACION.
EJEMPLOS:VIGAS CORTASLUZ = Largo entre apoyos.3.0 a 6.0 mALTURA: 0.30 0.40 m
Seccin INERCIA
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSVIGAS ISOSTATICAS
EJEMPLOS: VIGAS PREFABRICADAS 40.0 m. aprox. Altura = 2.0 m. aprox
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSVIGAS ISOSTATICAS
EJEMPLOS: VIGAS PREFABRICADAS 40.0 m. aprox. Altura = 2.0 m. aprox
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSVIGAS ISOSTATICAS
EJEMPLOS: VIGAS PREFABRICADAS 40.0 m. aprox. Altura = 2.0 m. aprox.
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSVIGAS ISOSTATICAS MODELACION DE VIGAS
ISOSTATICAS
HIPERESTATICAS
EmpotradaSimplemente Apoyada
Empotrada Rotulada Articulada Doble
Empotrada - Deslizante BI-Empotrada
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOS
COLUMNAS: Son elementos estructurales sometidos principalmente a carga axial de compresin o a compresin y flexin, incluyendo o no torsin o esfuerzos contantes.
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTATICOSCOLUMNAS en OBRAS PORTUARIAS: