REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

ASIGNATURA: PROYECTO DE ESTRUCTURA DE ACERO Y MADERA

UNIDAD II DISEÑO DE MIEMBROS SOMETIDOS A CARGAS AXIALES.

Realizado Por:

Acosta I.; Luisana M.

C.I. 23.459.677

Maracaibo Octubre del 2015

INDICE.

1.-Tracción.

2.-Flexo-tracción.

3.- Conexiones para elementos a tracción.

4.- Área efectiva.

5.-Pandeo.

6.-Comportamiento de miembros comprimidos.

7.-Criterios y métodos de diseño en elementos a tracción y compresión.

8.-Ejercicio planteado.

1.-Tracción.

En el cálculo de estructuras e ingeniería se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.

2.-Flexo-tracción.

Los esfuerzos de flexo tracción se dan en una viga, para aquellos

elementos de la misma que están situados debajo del plano neutro. Los

situados por encima sufrirán esfuerzos de flexo compresión. Si consideramos

una sección de la viga serán los puntos ubicados debajo de la línea neutra.

3.- Conexiones para elementos a tracción.

Bajos las condiciones que se establecen en este Artículo, se autorizan dos Tipos básicos de conexiones con sus correspondientes hipótesis de diseño, cada uno de estos Tipos controlará de una manera específica el comportamiento y la respuesta tanto de la estructura como la de cada una de sus partes, condicionando las dimensiones y resistencia de los miembros y sus conexiones.En el análisis de la estabilidad de la estructura se incorporará el efecto de la flexibilidad de las conexiones según se especifica en el Capítulo 9. Además de los requisitos generales del presente Artículo, el diseño de cada Tipo de conexión cumplirá con todos los otros requisitos particulares exigidos en esta Norma.Conforme a lo requerido en el Artículo 3.1, el diseño de todas las conexiones será compatible con el Tipo señalado en los planos.Tipo TR, estructuración con conexiones totalmente restringidas Este Tipo de construcción se designa comúnmente como "estructuración con conexiones rígidas" (pórtico rígido o continuo) y se supone que durante las deformaciones de la estructura las conexiones tienen la suficiente rigidez para mantener inalterados los ángulos originales entre los miembros que se intersectan.Tipo PR, estructuración con conexión es parcialmente restringidas Este Tipo de construcción supone que las conexiones no tienen la suficiente rigidez para mantener los ángulos entre los miembros que se intersectan. Cuando se ignore la restricción de las conexiones, como en la "estructuración con

conexiones flexibles"(sin restricción o de extremos simplemente apoyados), en lo que respecta a las cargas gravitacionales, los extremos de las vigas se conectan únicamente para resistir fuerzas cortantes y están libres de girar bajo las cargas verticales. Los pórticos con conexiones del Tipo PR cumplirán con los siguientes requisitos:1. Las conexiones y los miembros conectados son adecuados para resistir la carga gravitacional mayoradas trabajando como vigas simplemente apoyadas.2. Las conexiones y los miembros conectados son adecuados para resistir las solicitaciones mayoradas  debidas a las cargas laterales.3. Las conexiones tienen una capacidad de rotación inelástica suficiente para evitar sobretensiones en los medios de unión bajo las solicitaciones mayoradas producidas por la combinación de cargas gravitacionales y laterales.Excepto que se ignore la restricción de la conexión, el uso de uso de conexiones Tipo PR exige que el análisis y el diseño incluyan las características de su comportamiento, como la resistencia, la rigidez y la ductilidad entre otras. El grado de restricción y en general el comportamiento de las conexiones Tipo PR deberá establecerse de manera analítica o experimental o estar suficientemente documentado en la literatura técnica.

4.- Área efectiva.

El área efectiva se calcula utilizando los anchos efectivos de los elementos componentes de acuerdo con el Capítulo B. Puede ser coincidente con el área bruta o el área neta, según corresponda, cuando los anchos efectivos de los elementos planos, determinados de acuerdo con el Capítulo B, son iguales a los anchos reales de los elementos planos.

5.-Pandeo.

Es un fenómeno de inestabilidad elástica que puede darse en

elementos comprimidos esbeltos, y que se manifiesta por la aparición de

desplazamientos importantes transversales a la dirección principal de

compresión.

En ingeniería estructural el fenómeno aparece principalmente

en pilares y columnas, y se traduce en la aparición de una flexión adicional

en el pilar cuando se halla sometido a la acción de esfuerzos axiales de

cierta importancia.

6.-Comportamiento de miembros comprimidos.

Los datos disponibles sobre la capacidad de los miembros traccionados de acero conformado en frío son muy limitados. Debido a que los requisitos de las ediciones anteriores de la Especificación AISI han sido comprobados en obra sin haber descubierto deficiencia alguna, estos se han mantenido en la Especificación de 1996. Como se describe en la Sección C2 de la Especificación, la resistencia nominal a la tracción de los miembros traccionados de acero conformado en frío con carga axial se determina por medio de la superficie neta de la sección transversal y la tensión de fluencia del acero. Cuando se utilizan uniones abulonadas la resistencia nominal a la tracción también está limitada por la capacidad especificada en la Sección E3.2 de la Especificación para tracción en las partes conectadas. Recientemente se llevaron a cabo investigaciones en la Universidad de Missouri-Rolla para estudiar el comportamiento de las perforaciones en tresbolillo y el efecto del retraso del corte sobre la resistencia a la tracción de los miembros de acero conformado en frío (Carril, LaBoube y Yu, 1994; Holcomb, LaBoube y Yu, 1995). Se espera que los hallazgos de estas investigaciones se utilicen para futuras revisiones de la Especificación AISI.

7.-Criterios y métodos de diseño en elementos a tracción y compresión.

Bajo este criterio los procedimientos de análisis y diseño son los de la teoría plástica o una combinación de análisis elástico con diseño plástico.

Método de diseño por Estados Límites.

Es consistente con el método de diseño para concreto reforzado ACI-318.

Considera un procedimiento probabilístico.

Provee un nivel más uniforme de confiabilidad.

 = factor de carga que afecta a las cargas de servicio.

Formato similar al de la Norma COVENIN-MINDUR 1753 Estructuras de Concreto Armado para Edificaciones, Análisis y Diseño, basada en la Norma ACI-318.

Facilita el uso de la norma sismorresistente COVENIN-MINDUR 1756-98, en la cual se establecen Niveles de Diseño en las diferentes zonas sísmicas del país.

Suministra una confiabilidad consistente para el sistema estructural y todos sus miembros y conexiones.

Economía (menor peso).

Congruente con el enfoque energético en Ingeniería Sísmica.

8.-Ejercicio planteado.

Considérese el problema de la figura Nº 6. Corresponde a un sólido con cambio de sección transversal, tres cargas axiales y módulo elástico constante. Se requiere determinar el cambio de longitud del sólido.

La figura Nº 7 muestra el diagrama de cuerpo libre. Nótese que la reacción desconocida se ha indicado en el sentido que ejerce tracción. La aplicación de la única ecuación de equilibrio permite determinar el valor de la reacción R = 650 kN.

Al observar la figura Nº 7, se concluye que es necesario hacer un estudio por fracciones en las cuales se cumplan las condiciones indicadas anteriormente. Del diagrama de cuerpo libre debe entenderse que entre las secciones comprendidas entre A y B, hay un valor de fuerza axial interna constante. Lo mismo ocurre entre las secciones comprendidas entre B y C, y entre las secciones entre C y D. En los mismos intervalos anteriores se mantienen constantes las áreas de las secciones transversales. De acuerdo a esta explicación se han construído los respectivos diagramas de cuerpo libre de las figuras Nº 8, Nº 9, Nº 10 y Nº 11.

La figura Nº 8 presenta un corte del sólido en una sección transversal genérica entre A y B. La figura muestra que es una vez seleccionada la sección que desea estudiarse, puede utilizarse el corte izquierdo o el corte derecha para determinar la magnitud de los esfuerzos normales y/o el valor de la fuerza axial interna. El corte izquierdo representa cualquier sección comprendida en el intervalo 0 < x < 270. La determinación correcta del intervalo es importante puesto que este establece el rango donde son válidas las ecuaciones que se aplican al diagrama de cuerpo libre y los valores de las variables correspondientes. De este corte izquierdo se concluye, una vez considerado su equilibrio que N1 = R = 650 kN.

La figura Nº 9, representa un corte exactamente antes de la sección B. El análisis de esta figura establece que si el corte se realiza justo antes de la sección B, siendo esta sección donde está aplicada la fuerza externa de 800 kN, esta fuerza estaría contenida en el diagrama de cuerpo libre de la derecha.

La figura Nº 10 presenta un corte del sólido en una sección transversal genérica entre B y C. La figura tiene el mismo fin indicado en la figura Nº 8, es decir, muestra que es una vez seleccionada la sección que desea estudiarse, puede utilizarse el corte izquierdo o el corte derecho para determinar la magnitud de los esfuerzos normales y/o el valor de la fuerza axial interna. El corte izquierdo representa cualquier sección comprendida en el intervalo 270 < x < 540, y del equilibrio N2 = - 150 kN. La figura Nº 11 corresponde al corte genérico entre las secciones C y D, y el corte izquierdo está comprendido en el intervalo 540 < x < 900, y del equilibrio se obtiene N3 = 300 kN. 7

Una vez establecida el valor de la fuerza axial interna en todas las secciones transversales, conocida la sección transversal, el módulo elástico del material del sólido y longitud, se está en capacidad de determinar el cambio de longitud mediante.