analisis estructural etapas del proceso de diseño

8/4/2019 analisis estructural etapas del proceso de diseo

1/16

CURSO

ANALISIS ESTRUCTURAL I

Generalidades :Introduccin.- Etapas del Proceso de

Diseo Estructural.- Tipos deEstructuras.- Modelo de Estructuras.

Ing. Omart Tello Malpartida

INTRODUCCION

El contenido de la asignatura de anlisis estructural, permitir elestudio de los conceptos y mtodos empleados para el anlisisestructural de los proyectos que corresponden al mbitoprofesional del Ingeniero Civil.

Esto se logra desarrollando:

Conceptos estructurales. Clculo de deformaciones. Anlisis de estructuras hiperestticas. Mtodos de anlisis estructural estticos y dinmicos,

abordados por procedimientos de clculo manual y matricialasistido por computadora.

Destacando que el anlisis estructural, es una etapa delproceso de diseo estructural.


2/16

DISEO ESTRUCTURAL

El objetivo final del diseo estructural esproveer una estructura segura yeconmica para satisfacer una necesidadespecifica.

Por seguridad entendemos la capacidadresistente de la estructura para servir sinfallas durante su vida til.

Por cierto, el diseo incorpora

consideraciones de orden econmico, yaque siempre pueden haber solucionesalternativas, y para cada una de ellas unoptimo, o costo mnimo, al que se puedellegar.

Los objetivos tcnicos del procedimiento de anlisis como deldiseo estructural, se refieren a la determinacin de esfuerzosinternos y desplazamientos de una estructura, as como laseleccin y el detallamiento de los componentes que conformanun sistema estructural.

Estos dos aspectos de la ingeniera estructural se llevan en

cursos separados en los planes de estudio de ingeniera, peroen la practica son inseparables. (Anlisis y Diseo Estructural)

El anlisis completo de una estructura requiere conocer eltamao de los elementos, que estn determinados porcondiciones de diseo. Estas decisiones de diseo debenbasarse en el conocimiento de los esfuerzos en la estructuraque resultan de un anlisis.

ETAPAS DEL DISEO ESTRUCTURAL


3/16

En resumen para salir de este ciclo, el IngenieroEstructural debe efectuar estimaciones iniciales, estoconstituye un diseo preliminar llamadoESTRUCTURACIN (definicin de forma, tipoestructural, predimensionamiento), el cual definetemporalmente la configuracin estructural y eltamao de los elementos, este diseo preliminar estabasado en un anlisis aproximado y esta influido porla experiencia y el criterio del ingeniero.

Luego s realiza unANALISIS detallado efectuandola modelacin de la estructura, calculo de esfuerzosinternos y deformaciones


En la Etapa de DIMENSIONAMIENTO ODISEO de los elementos, conociendo eltipo de solicitacin (carga axial, flexin,corte, torsin) se ratificara y/o cambiara eldiseo preliminar, de acuerdo a condicionesde resistencia (esfuerzos admisibles del

material frente al tipo de solicitacin),serviciabilidad (deformaciones limites para unadecuado funcionamiento o prestacin deservicio) y de los niveles de seguridad que esrazonable adoptar segn Reglamentos yNormas.



4/16

El proceso de diseo estructuralse puede interpretar como un

proceso de aproximacionessucesivas, en la que una primerasolucin se va mejorando en lamedida que los datos mismosse van precisando o

perfeccionando.

ESTRUCTURACIONDefinicin de forma

Y tipo estructural

ANALISIS- Modelacin- Calculo de esfuerzos internos

y deformaciones

DIMENSIONMIENTO- Resistencia- Serviciabilidad- Seguridad

Estimacin deCosto

ProductoFinal

Re

estructuracion

Cambio

Cambio

Re - anlisis



5/16

Armadura planaArco triarticulado

Prtico plano Prtico plano con m uros de corte ( placas)

ESTRUCTURAS RETICULARES PLANAS

MODELO DE PORTICOS PLANOS


6/16

ESTRUCTURAS RETICULARES ESPACIALES

Armadura espacial Prtico espacial

Emparrillado

ESTRUCTURAS DE ELEMENTOS CONTINUOS


7/16

CRITERIOS FUNDAMENTALES DEESTRUCTURACION

La estructuracin es la etapa en la cual se definetemporalmente la configuracin estructural (definicindel material de la que va estar constituida la estructura,la forma global de esta y tipo estructural) y el tamao delos elementos (predimensionamiento) y caractersticasmas esenciales, este diseo preliminar esta basado enun anlisis aproximado y esta influido por la experienciay el criterio del ingeniero.

Esta etapa es fundamental en el proceso de diseo, dela correcta eleccin del sistema o configuracinestructural depende mas que de ningn aspecto labondad de los resultados. Esta etapa es dondedesempearan un papel vital la creatividad y el criterio.

PREDIMENSIONAMIENTODE VIGAS


8/16

PREDIMENSIONAMI ENTO DE COLUMNAS

MODELO DE LAS ESTRUCTURAS

Uno de los pasos mas importantes en cualquier anlisis,es el proceso de formulacin de un modelo de laestructura real, susceptible a un tratamiento matemticorelativamente sencillo. Este paso consiste en adoptaruna cantidad de idealizaciones y simplificacionescon laintencin de reducir la complejidad del problema, ascomo retener las caractersticas primariasimportantes

del comportamiento. Estas idealizaciones tratan directamente con

descripciones geomtricas y del comportamiento delmaterial.

En resumen modelar la estructura es idealizar laestructura real por medio de un modelo tericofactible de ser analizado con los procedimientosde calculo disponibles.


9/16

MODELO DE LAS CONDICIONESDE APOYO

En el modelo de la estructura tambin es necesarioidealizar la forma en que los elementos individuales deuna estructura estn conectados entre s y como estosestn sujetos entre s los elementos de la frontera a lossoportes del sistema.

Esta condicin depende de las restricciones a la que estasometida el apoyo, el tipo de construccin real del apoyoy la herramienta de anlisis que se va utilizar.

Condiciones de apoyo y representacin simblica:

Apoyo fijo Apoyo rotulado Apoyo simple Apoyo elstico

Apoyo empotrado

Apoyo rotulado

Apoyo simple

TIPOS DE APOYO


10/16

Ejemplo.- Para ilustrar estos puntos, se considerael marco de la figura. El marco esta hecho de placasde acero soldadas. La seccin transversal de loselementos tienen forma de I.

Modelo estructural:

Marco rgido de seccin variable

Modelo estructural:

Para analizar el marco se debe construir primero undiagrama de lneas. Las lneas del diagrama por logeneral siguen el centroide de la seccin transversalde cada uno de los elementos.

En el caso de marcos de seccin variable, eldiagrama de lneas solo aproxima la ubicacin del

centroide de las secciones variables. Debido al tipo de estructura, las propiedades

importantes de los elementos necesarios para elanlisis son:

El momento de inercia respecto al eje neutro (I) El rea de la seccin transversal (A).


11/16

En elementos rectos estas propiedades sonconstantes, ya que las dimensiones no cambian.

En elementos de seccin variable, cambia el rea yla inercia a lo largo de la longitud del elemento, yaque el peralte vara.

Dependiendo del mtodo y de la herramienta deanlisis, se efecta simplificaciones representandolos elementos de seccin variable con uno o maselementos de peralte uniforme, utilizando un rea y

un momento de inercia equivalente para cadasegmento. La cantidad de segmentos necesarios,ser el necesario para que represente lascaractersticas reales de la estructura.

Modelo estructural:

Luego de obtenido el diagrama de lneas, esnecesario idealizar las conexiones de los elementosy de los apoyos. El marco del ejemplo es conocidocomo un marco rgido, ya que los momentos puedenser trasmitidos a travs de los nudos que conectanlos elementos.

Asimismo para el marco del ejemplo, la construccinde la base (empernada), puede ser representadacomo apoyo rotulado a menos que se disponga dealgn dato para cuantificar la resistencia rotacionaldel soporte.

Modelo de las condiciones de apoyo


12/16

En la figura se muestra un diagrama de lEn la figura se muestra un diagrama de lneas razonable,neas razonable,anotando lasanotando lasreas y los valores de momento de inercia de cadareas y los valores de momento de inercia de cadasegmento y la representacisegmento y la representacin de la condicin de la condicin de apoyo asumida.n de apoyo asumida.

Modelo Estructural :Modelo Estructural :

Modelo de armaduras


13/16

Modelo de prticos


14/16


15/16


16/16

GRACIAS ..

analisis estructural etapas del proceso de diseño

Documents