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INTRODUCCIÓN AL DISEÑO ESTRUCTURAL Clase 2 y 3 = total 4 módulos Sebastián Aedo Maluje 1

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  • INTRODUCCIN AL DISEO ESTRUCTURAL

    Clase2y3=total4mdulos

    SebastinAedoMaluje 1

  • LA ESTRUCTURA

    Conjunto de elementos resistentes capaz de mantener susformas y cualidades a lo largo del tiempo, bajo la accin delas cargas y agentes exteriores a que ha de estar sometido, esdecir, la parte de la construccin que garantiza la funcinesttica del edificio.

    Eduardo Torroja Miret.

    Elementos estructurales Elementos NO estructurales

    EDIFICIO

    conformado por

    Instalaciones

    SebastinAedoMaluje 2

  • ELEMENTOS DE UN EDIFICIO Y SU FORMA DE TRABAJO

    SebastinAedoMaluje 3

  • ELEMENTOS DE UN EDIFICIO Y SU FORMA DE TRABAJO

    Viga principal

    FundacinViga secundaria

    ColumnaDireccin principal de la losa

    SebastinAedoMaluje 4

  • LA ESTRUCTURA

    EXIGENCIAS:

    BELLEZA

    BAJA INVERSIN

    EQUILIBRIO ESTABLE

    RESISTENCIA

    FUNCIONALIDAD

    DURABILIDAD

    SUSTENTABLE

    SebastinAedoMaluje 5

  • LA ESTRUCTURA

    Equilibrio Estable

    SebastinAedoMaluje 6

  • LA ESTRUCTURA

    Equilibrio estable e inestable

    SebastinAedoMaluje 7

  • LA ESTRUCTURA

    Resistencia

    FF

    El diseo debe asegurar la capacidad resistente

    SebastinAedoMaluje 8

  • LA ESTRUCTURA

    Funcionalidad

    SebastinAedoMaluje 9

  • LA ESTRUCTURA

    Durabilidad

    SebastinAedoMaluje 10

  • TIPOLOGAS ESTRUCTURALES

    En edificacin

    Estructuracin con base a marcos Estructuracin mixta

    F

    F F

    PLANTA PLANTA

    SebastinAedoMaluje 11

  • TIPOLOGAS ESTRUCTURALES

    En edificacin

    Estructuracin con base a muros

    F

    F

    PLANTA

    Estructuracin con ncleo central

    F

    PLANTA

    SebastinAedoMaluje 12

  • Torre de Tajamar

    Construccin ao 1964. 25 pisos, 75 metros de altura. Densidad de muros 4,4% longitudinal y 2,7% transversal.

    Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.

    SebastinAedoMaluje 13

  • Torre Miramar

    Construccin ao 1973. 20 pisos, 60 metros de altura. Densidad de muros 1,9% longitudinal y 2,5% transversal.

    Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.

    SebastinAedoMaluje 14

  • Ministerio de Justicia

    Construccin ao 1979. 21 pisos, 64 metros de altura. Densidad de muros 2,0% longitudinal y 2,0% transversal.

    Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.

    SebastinAedoMaluje 15

  • Hotel Hyatt

    Construccin ao 1998. 24 pisos, 82 metros de altura. Densidad de muros 3,0% longitudinal y 3,0% transversal.

    Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.

    SebastinAedoMaluje 16

  • Marina Centro

    Construccin ao 1998. 18 pisos, 50,4 metros de altura. Densidad de muros 4,9%.

    Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.

    SebastinAedoMaluje 17

  • EDIFICIOS MS ALTOS EN CHILE

    SebastinAedoMaluje 18

  • SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS

    SebastinAedoMaluje 19

  • NORMAS DE CARGAS

    Normas de cargas

    NCh433 + DS61. Diseo Ssmico de Edificios.

    NCh1537. Cargas permanentes y Sobrecargas en Edificios.

    NCh431. Sobrecargas de Nieve.

    NCh432. Acciones de Viento sobre las Estructuras

    SebastinAedoMaluje 20

  • SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURA

    Clasificacin segn su variacin a lo largo del tiempo:

    - Acciones permanentes: Son las que actan constantemente en magnitud yposicin. Peso propio, cargas inertes, entre otras.

    - Acciones permanentes de valor no constante: Son las que actanconstantemente, pero su valor no es constante a lo largo de tiempo. Accionesreolgicas, pretensado, entre otras.

    - Acciones variables: Son aquellas cuya variacin en el tiempo es frecuentey no es despreciable. Montaje, viento y nieve, empujes del terreno, entre otras.

    - Acciones eventuales: Son aquellas que presentan una dbil probabilidad deactuacin, pero su valor es de gran importancia. Explosiones, impactos,hundimientos del terreno, acciones ssmicas.

    SebastinAedoMaluje 21

  • SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS

    Cargas permanentes

    - Peso propio de los elementos, tantoestructurales como no estructurales.

    - Cualquier carga que se tenga la certeza de quepermanecer en su posicin y sin variar sumagnitud, durante toda la vida til de laestructura.

    SebastinAedoMaluje 22

  • SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS

    Sobrecargas

    - Cualquier carga que vare su posicin o sumagnitud durante la vida til de la estructura.

    SebastinAedoMaluje 23

  • SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS

    Cargas eventuales

    - Cualquier carga que, sin actuar permanentemente en laestructura, tiene una cierta probabilidad de ocurrenciadurante la vida til de la estructura.

    SebastinAedoMaluje 24

  • EL VIENTO ZonaCostera

    Altura Presin(kgf/m2)

    4m 70

    20m 126

    40m 145

    Zonaurbana

    59kgf/m2

    Zonarural

    70Kgf/m2

    EDIFICIOS VIVIENDAS DE 2 PISOS

    SebastinAedoMaluje 25

  • EL SISMO

    SebastinAedoMaluje 26

  • TRATAMIENTO DE SOLICITACIONES

    Viga principal

    FundacinViga secundaria

    ColumnaDireccin principal de la losa

    SebastinAedoMaluje 27

  • TRATAMIENTO DE SOLICITACIONES

    SebastinAedoMaluje 28

  • Tratamiento de las solicitaciones

    No necesariamente la accin simultnea de todas las cargas que actanen un elemento conduce a la situacin psima o ms desfavorable desdeel punto de vista del diseo.

    COMBINACIN DE SOLICITACIONES

    SebastinAedoMaluje 29

  • Tratamiento de las solicitaciones

    No necesariamente la accin simultnea de todas las cargas que actanen un elemento conduce a la situacin psima o ms desfavorable desdeel punto de vista del diseo.

    COMBINACIN DE SOLICITACIONES

    SebastinAedoMaluje 30

  • Tratamiento de las solicitaciones

    No necesariamente la accin simultnea de todas las cargas que actanen un elemento conduce a la situacin psima o ms desfavorable desdeel punto de vista del diseo.

    COMBINACIN DE SOLICITACIONES

    Momentos Positivos Momentos Negativos

    SebastinAedoMaluje 31

  • Tratamiento de las solicitaciones

    COMBINACIN DE SOLICITACIONES

    FUERZA SISMICA

    H

    L

    H

    FUERZA SISMICA

    - +

    FUERZA SISMICA

    + --

    -

    FUERZA SISMICA

    -

    - + -

    H H

    H

    L

    H

    SOBRECARGASC1

    SC2SC1

    PESO PROPIOPP1

    L

    PP2 PP1

    SOBRECARGA

    ESFUERZOS AXIALES

    PESO PROPIO

    --

    --

    +

    - +

    +

    -

    SOBRECARGA

    + +

    +

    -+

    -

    -

    SOBRECARGA

    +

    MOMENTOS FLECTORES

    +

    PESO PROPIO

    --

    --

    ESFUERZOS DE CORTE

    +-

    PESO PROPIO

    -

    -

    SebastinAedoMaluje 32

  • Tratamiento de las solicitaciones

    COMBINACIN DE SOLICITACIONES

    SebastinAedoMaluje 33

  • LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL

    Confiabilidad estructural

    SebastinAedoMaluje 34

  • LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL

    Confiabilidad estructural

    SebastinAedoMaluje 35

  • LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL

    Confiabilidad estructural

    ),....,,,( 321 nrrrrgR ),....,,,( 321 nsssshS

    Margen de seguridad: SRZ

    PROBABILIDAD DE FALLA

    cF pZPP 1)0(Siendo pc la confiabilidad.

    Si la funcin de densidad de probabilidad de Z es conocida:

    221

    SR

    mmF

    SRP Siendo la funcin dedistribucin acumulada deprobabilidad para variablealeatoria normal estndar.

    SebastinAedoMaluje 36

  • LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL

    Confiabilidad estructural

    RIESGO DE MUERTE

    Actividad Tasa de muerte anual

    Motociclista en competenciaAccidente Automvil Accidente avin comercialImpacto por un rayo

    5,0 x 10-3

    3,6 x 10-4

    1,0 x 10-4

    5,0 x 10-7

    Pf > 10-3 Riesgo Alto

    Pf < 10-5 Bajo Riesgo

    Fuente: Diseo Estructural. Ridell, Hidalgo. 1997.SebastinAedoMaluje 37