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INGENIERIA ESTRUCTURAL

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS ARQUITECTURA

“AÑO DE LA

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FUNDAMENTOS DE INGENIERIA Y

LA DIVERFICACION PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE EDUCACION”

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS ARQUITECTURA

FUNDAMENTOS DE INGENIERIA Y

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL FUNDAMENTOS DE LA INGENIERIA Y ARQUITECTURA

INGENIERIA ESTRUCTURAL ING. AGUERO CONDOR, Lisbeth INTEGRANTES:  YACOLCA POMA, Dante  GALVAN PAUCAR, Max Harold  ARRIETA FLORES, Koraly

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FUNDAMENTOS DE INGENIERIA Y

Dedico a esta pequeña monografía a aquellos ingenieros que con esfuerzo lograron construir y hacer realidad las grandes edificaciones que hay en el mundo.

ÍNDICE DEDICATORIA………………………………………………………………………...2 INTRODUCCION………………………………………………………………………4

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FUNDAMENTOS DE INGENIERIA Y

HISTORIA DE LA INGENIERIA ESTRUCTURAL………………………………....5 INGENIERIA ESTRUCTURAL……………………………………………………….6 -CONCEPTO -DEFINICION DE ESTREUCTURA ELEMENTO ESTRUCTURAL…………………………………………………………7 ELEMENTOS LINEALES………………………………………………………………8 -ELEMENTOS BIDIMENCIONALES -ELEMENTOS TRIDIMENCIONALES DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES………………………....................9 ANALISIS DE ESTRUCTURA…………………………………………………………10 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………….....11

INTROD UCCIÓN 4

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FUNDAMENTOS DE INGENIERIA Y

Los ingenieros estructurales se aseguran que sus diseños satisfagan un estándar para alcanzar objetivos establecidos de seguridad (por ejemplo, que la estructura no se derrumbe sin dar ningún aviso previo) o de nivel de servicio (por ejemplo, que la vibración en un edificio no moleste a sus ocupantes). Adicionalmente, son responsables por hacer uso eficiente del dinero y materiales necesarios para obtener estos objetivos. Algunos ejemplos simples de ingeniería estructural lo constituyen las vigas rectas simples, las columnas o pisos de edificios nuevos, incluyendo el cálculo de cargas (o fuerzas) en cada miembro y la capacidad de varios materiales de construcción tales como acero, madera u hormigón. Ejemplos más elaborados de ingeniería estructural lo constituyen estructuras más complejas, tales como puentes o edificios de varios pisos incluyendo rascacielos. El termino ingeniería estructural se aplica a la especialidad de la ingeniería civil que permite el planeamiento y el diseño de las partes que forman el esqueleto resistente de las edificaciones más tradicionales como edificios urbanos, construcciones industriales, puente, estructuras de desarrollo hidráulico y otras. El esqueleto estructural forma un sistema integrado de partes, denominadas elementos estructurales: vigas, columnas, losas, zapatas de cimentación y otros. A menudo se requiere resolver problemas de elevada complejidad que se resuelven mediante técnicas de elementos finitos que obligan a penetrar en el cálculo diferencial e integral de diversas variables, temas de álgebra lineal, ecuaciones diferenciales y métodos numéricos.

HISTORI A DE LA INGENIE RIA ESTRUCT 5 URAL

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Siglo XIX. •Grandes avances matemáticos, revolución industrial y desarrollo de la industria de la construcción. •Teoría de Elasticidad: Navier, Cauchy, Poisson y Green. •Elementos estructurales: Saint Venant. •Teoremas Energéticos: Bernouilli, Clapeyron, Maxwell, Mohr, Castigliano. •Desarrollo de la construcción: Estructuras de barras.

Siglo XX. • Hormigón Armado: Mörsh (1902) • Hormigón Pretensado: Primer cuarto de siglo. • Nuevos materiales: Aluminio, acero alta resistencia, hormigones especiales, materiales compuestos

Siglo XX. Técnicas de cálculo • Métodos iterativos en cálculo de nodos rígidos. (Cross) • Análisis matricial • Elementos finitos

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Ingeniería Estructural Es una rama clásica de la ingeniería civil que se ocupa del diseño y cálculo de la parte estructural en elementos y sistemas estructurales tales como edificios, puentes, muros (incluyendo muros de contención), presas, túneles y otras obras civiles. Su finalidad es la de conseguir estructuras seguras, resistentes y funcionales. En un sentido práctico, la ingeniería estructural es la aplicación de la mecánica de medios continuos para el diseño de estructuras que soporten su propio peso (cargas muertas), más las cargas ejercidas por el uso (cargas vivas), más las cargas producidas por eventos de la naturaleza, como vientos, sismos, nieve o agua.

DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA Conjunto de elementos resistentes capaz de mantener sus formas y cualidades a Lo largo del tiempo, bajo la acción de las cargas y agentes exteriores a que ha de estar sometido. La estructura soporta las cargas exteriores (acciones y reacciones), las cuales reparten su efecto por los diferentes elementos estructurales que resultan sometidos a diferentes esfuerzos, los cuales inducen un estado tensional, que es absorbido por el material que la constituye.

Proceso de diseño de una estructura o componente mecánico Es decir, una estructura, para que se comporte como tal, debe cumplir los siguientes tres requisitos básicos:

- Resistencia - Deformarse poco - Que no pandee ninguno de sus elementos Resistencia Para comprobar la adecuada resistencia de un elemento estructural, es necesario calcular la tensión (fuerza por unidad de área) que se da en un elemento estructural bajo la acción de las fuerzas solicitantes. Dada una determinada combinación o distribución de fuerzas, el valor de las tensiones es proporcional al valor de la fuerza actuante y del tipo de elemento estructural. En los elementos lineales el vector tensión en cada punto se puede expresar en función de las componentes intrínsecas de tensión y los vectores tangente, normal y binormal.

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ELEME NTO ESTRU CTURA L

los

así

FUNDAMENTOS DE INGENIERIA Y Elemento estructural es cada una de las partes diferenciadas aunque vinculadas en que puede ser dividida una estructura a efectos de su diseño. El diseño y comprobación de estos elementos se hace de acuerdo con principios de la ingeniería estructural y la resistencia de materiales.

Clasificación de los Elementos DimensionalIdad del elemento, según puedan ser modelizados como elementos unidimensionales (vigas, arcos, pilares,...), bidimensionales (placas, láminas, membranas) o tridimensionales. Forma geométrica y/o posición, la forma geométrica concreta afecta a los detalles del modelo estructural usado, si la pieza es recta como una viga o curva como un arco, el modelo debe incorporar estas diferencias, también la posición u orientación afecta al tipo de estado tensional que

tenga el elemento. Estado tensional y/o solicitaciones predominantes, los tipos de esfuerzos predominantes pueden ser tracción (membranas y cables), compresión (pilares), flexión (vigas, arcos, placas, láminas) o torsión (ejes de transmisión, etc.).

Unidimensionales

Solicitaciones predominantes

Flexión

Tracción Compresión

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Bidimensionales

rectos

curvos

planos

viga

viga

placa, losa, forjado, muro de

recta, dintel, arquitrabe balcón, arco

cable tensado

pilar

catenaria

contención

curvos

lámina, cúpula

membrana elástica

muro de carga

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Elementos lineales 

Verticales, comprimidos y rectos: Columna (sección circular) o pilares (sección



poligonal), pilote (cimentación). Horizontales, flexionados y rectos: viga o arquitrabe, dintel, zapata corrida para



cimentación, correa de sustentación de cubierta. Diagonales y rectos: Barras de arrostramiento de cruces de San Andrés, barras



diagonales de una celosía o entramado triangulado, en este caso los esfuerzos pueden ser de flexión tracción dominante o compresión dominante. Flexionados y curvos, que corresponden a arcos continuos cuando los esfuerzos se dan según el plano de curvatura o a vigas balcón cuando los esfuerzos son perpendiculares al plano de curvatura.

Elementos bidimensionales 

Horizontales, flexionados y planos, como los forjados, las losas de cimentación, y las plateas o marquesinas.



Verticales, flexionados y planos, como los muros de contención.



Verticales, comprimidos y planos, como los muros de carga, paredes o tabiques.



Flexionados y curvos, como los depósitos cilíndricos para líquidos.

lo

son

las

láminas

de

revolución,

como



Traccionados y curvos son las membranas elásticas como las paredes de depósitos con fluidos a presión.

Elementos tridimensionales Las ménsulas de sustentación

 

Las zapatas que presentan compresiones según direcciones cerca de la vertical al pilar que sustentan y tracciones en direcciones cerca de la horizontal.

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DISEÑO DE ELEMENTO S ESTRUCTU RALES

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Criterio de resistencia, consistente en comprobar que las tensiones máximas no superen ciertas tensiones admisibles para el material del que está hecho el elemento.

Criterio de rigidez, consistente en que bajo la acción de las fuerzas aplicadas las deformaciones o desplazamientos máximo obtenidos no superan ciertos límites admisibles.

Criterios de estabilidad, consistente en comprobar que desviaciones de las fuerzas reales sobre las cargas previstas no ocasionan efectos auto amplificados que puedan producir pérdida de equilibrio mecánico o inestabilidad elástica.

Criterios de funcionalidad, que consiste en un conjunto de condiciones auxiliares relacionadas con los requisitos y solicitaciones que pueden aparecer durante la vida útil o uso del elemento estructural.

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ANÁLISI S DE ESTRUC TURAS

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Estudio del análisis de los estados tensional y de formacional alcanzados por los elementos y componentes físicos de la estructura.

Fase 1: Concepción.- Fase inicial: imaginación creativa y juicio ingenieril para seleccionar una solución.

Fase 2: Análisis.- determinar (mediante cálculos que se basan en

técnicas y métodos específicos) la respuesta de la estructura a cargas o acciones predefinidas; estableciendo los esfuerzos y los desplazamientos más representativos.

Fase 3: Diseño.- Dimensionamiento detallado Fase 4: Construcción o fabricación.- Fase final en la que se realiza la estructura.

ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS ANÁLISIS ESTÁTICO: NO INFLUYEN LAS FUERZAS DE INERCIA -Acción gravitatoria: peso propio, carga permanente, sobrecargas (de uso, de nieve,..), movimientos forzados -Acciones térmicas: flujo de calor por conducción, convección o radiación, transitorios térmicos... -Acciones reológicas: retracción, fluencia,... -Acción del terreno: empujes activos, asientos.

ANÁLISIS DINÁMICO: INFLUYEN LAS FUERZAS DE INERCIA -Vibraciones -Viento -Sismos -Impacto -Ondas de choque

ANÁLISIS TÉRMICO ANÁLISIS NO LINEAL (Comportamiento analístico, grandes deformaciones, rozamiento).

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BIBLIOGRAF IA 

REFERENCIAS: http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_Estructural



http://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_estructural

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http://es.wikipedia.org/wiki/Inestabilidad_el%C3%A1stica

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