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• Ramiro Vega Conza

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERÍA CIVIL

PRIMER EXAMEN PARCIAL DE ACEROS PRESENTADO POR:

Apellido y nombre Atahui Argamonte John

Código 040344-D

DOCENTE: ING.DANNY NIETO PALOMINO. Cusco, 6 de Junio del 2014

PARTE TEORICA 1. CITA TRES VENTAJAS DEL ACERO 1.1 Alta resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia para el diseño de vigas de grandes claros. 1.2 Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado. 1.3 Durabilidad.- Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente. 1.4 Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches.

2. CITA LA CLASIFICACION DE LOS ACEROS SEGÚN SU COMPOSICION Aceros al Carbono: aquellos aceros en los que está presente el Carbono y los elementos residuales, como el Manganeso, Silicio, Fósforo y Azufre, en cantidades consideradas como normales. Aceros de baja aleación: aquellos aceros en que los elementos residuales están presentes arriba de cantidades normales, o donde están presentes nuevos elementos aleantes, cuya cantidad total no sobrepasa un valor determinado (normalmente un 3,0 al 3,5%). En este tipo de acero, la cantidad total de elementos aleantes no es suficiente para alterar la microestructura de los aceros resultantes, así como la naturaleza de los tratamientos térmicos a que deben ser sometidos. Aceros de alta aleación: aquellos aceros en que la cantidad total de elementos aleantes es como mínimo 10%. En estas condiciones, no sólo la microestructura de los aceros correspondientes puede ser profundamente alterada, sino que igualmente los tratamientos térmicos comerciales sufren modificaciones, exigiendo técnicas y cuidados especiales.

3. DENTRO DE LAS FILOSOFÍAS DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO, CITE LOS MÉTODOS DE DISEÑOS ACEPTADOS POR EL RNC Y AISC METODOS DE DISEÑO PROPUESTOS POR EL AISC Dos son los enfoques del Diseño estructural en acero conforme a lo disponible a la fecha: 1. “Diseño por Esfuerzos Permisibles”, conocido por sus siglas ASD (Allowable Stress Design) 2. “Diseño por Factores de Carga y Resistencia ó Estados límites”, conocido por sus siglas LRFD (Load and Resistance Factor Design). El método ASD ya tiene más de 100 años de aplicación; con él se procura conseguir que los esfuerzos unitarios actuantes reales en los miembros estructurales sean menores que los esfuerzos unitarios permisibles, aconsejados por el reglamento. Sin embargo, durante las dos últimas décadas, el diseño estructural se está moviendo hacía un procedimiento más racional basado en conceptos de probabilidades. En esta metodología (LRFD) se denomina “estado límite” aquella condición de la estructura en la cual cesa de cumplir su función. Durante la última década ha ganado terreno en USA la adopción de la filosofía de diseño AISC-Diseño por Factores de Carga y Resistencia (AISC-LRFD), en especial para el caso de las estructuras de acero, desde la divulgación de las Especificaciones AISC-86 correspondientes y que están basadas en los siguientes criterios:

a) Un modelo basado en probabilidades. b) Calibración de los resultados con los que se obtiene en el método ASD, con el objeto que las estructuras no sean muy diferentes entre ambos métodos. METODO DE DISEÑO SEGÚN EL REGLAMENTO E-070 RNE Las especificaciones AISC mencionadas anteriormente son reconocidas en Perú por el RNC en la Norma E070 a falta de unas especificaciones nacionales. Por supuesto que en esta se presentan ligeras modificaciones con respecto a lo enunciado por las especificaciones AISC. El diseño por resistencia, como ya se indicó presenta la ventaja que el factor de seguridad de los elementos analizados puede ser determinado. La norma peruana de estructuras metálicas E-070 introduce el factor de seguridad en el diseño atraves de dos mecanismos. Estos son: 1. amplificación de las cargas de servicio 2. reducción de la resistencia teórica de la pieza o reducción de la capacidad, como lo hace la metodología AISC-LRFD antes mencionada. Las cargas de servicio se estiman a partir del metrado de cargas teniendo como base la norma E-020 de cargas, y el análisis estructural se efectúa bajo la hipótesis de un comportamiento elástico de la estructura. Para nuestro caso el SAP2000, software auxiliar usado tanto para el análisis como diseño estructural, realizará el análisis elástico lineal de la estructura.

4 HAGA UNA RELACION COMPARATIVA ENTRE LOS DOS METODOS MAS USADOS EN EL ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO LRFD VS ASD La primera diferencia históricamente ha sido que el antiguo Diseño por Esfuerzos Permisibles (Allowable Stress Design), comparaba los esfuerzos reales y permisibles, mientras que el LRFD (Load and Resistance Factor Design) compara la resistencia requerida con las fuerzas reales. El nuevo AISC considera el nuevo Diseño por Resistencia Permisible (ASD, Allowable Strength Design), el cual reemplaza el antiguo diseño por esfuerzo permitido, con lo que se considera la terminología basada en esfuerzos por la basada en resistencias. La segunda diferencia entre las dos filosofías es la forma en que se manejan las relaciones entre las cargas aplicadas y las capacidades de los miembros. En LRFD los factores de carga se aplican por separado para la previsibilidad de las cargas aplicadas, esto del lado de la carga aplicada de las desigualdades de estado límite y considerando las variabilidades del material y construcción, se usan factores de reducción de resistencia en el lado de la fuerza nominal de la desigualdad de estado límite. La metodología ASD combina los dos factores en un único factor de seguridad, con lo cual al dividir el factor de seguridad aparte sobre los factores de carga y resistencia independientes, como se hace en el método anterior, se obtiene un factor eficaz más coherente, dando lugar a estructuras más seguras, dependiendo de la capacidad de predicción de los tipos de carga que se utilizan.

PARTE PRACTICA 1RA PREGUNTA SE DESEA CONOCER EL ÁREA NETA DE LA SECCIÓN QUE SE MUESTRA EN LOS DATOS, HAGA USO DEL SOFTWARE PREVISTO. Perfil 300x51

Area 50.95

Dp 1.60

bf 30.00

tf 1.40

h 30.00

tw 0.80

2DA PREGUNTA CALCULAR EL ÁREA NETA EFECTIVA DE LA SECCIÓN ENTREGADA EN LOS DATOS QUE SE MUESTRA EN LA FIGURA ADJUNTA:

PERFIL CE 250 X 45

AREA 56.90

3RA PREGUNTA Calcular la resistencia de la sección propuesta en los datos, Para este propósito incluya el bloque de cortante.

Perfil W 460x52

Area 66.6

d 45

bf 15.2

tf 1.08

h1 40.4

tw 0.76

4TA PREGUNTA Una viga simplemente apoyada posee los siguientes datos de momento, MA, MB y MC se pide que verifique el perfil que se les da como dato del problema.