Estructuras 3 Cisterna, Verificaciones Previas PDF

FINAL ESTRUCTURAS 3 CISTERNAS TEMA: VERIFICACIONES PREVIAS CARGAS SOBRE LAS ESTRUCTURAS: ​ GRAVITATORIAS ​ HORIZONTALES ​ AMBIENTALES ​ DE IMPACTO(DINÁMICAS) ​ OTRAS CARGAS HORIZONTALES De sismo De viento:(carga dinámica ) Aire en movimiento que debido a su masa y velocidad adquie...

FINAL ESTRUCTURAS 3 CISTERNAS TEMA: VERIFICACIONES PREVIAS CARGAS SOBRE LAS ESTRUCTURAS: ​ GRAVITATORIAS ​ HORIZONTALES ​ AMBIENTALES ​ DE IMPACTO(DINÁMICAS) ​ OTRAS CARGAS HORIZONTALES De sismo De viento:(carga dinámica ) Aire en movimiento que debido a su masa y velocidad adquiere energía cinética, cuando un objeto se interpone en su paso esa energía se transforma en energía potencial de empuje generando una carga sobre las estructuras Esto genera BARLOVENTO: presión SOTAVENTO: succión En un edificio con planta libre sobre la losa presión. A medida de que un edificio crece en altura aparecen nuevas cargas, como la carga de viento. Adquiere preponderancia creciente cuanto más elevado sea el edificio, ya que es una carga que crece con la altura ( no es uniforme) Su comportamiento (frente a las cargas de viento) es como una ménsula empotrada en el suelo, con las cargas puntuales actuando a nivel de cada entrepiso. Va a tener un esfuerzo de corte máximo en el empotramiento y mínimo en el extremo de la ménsula. La norma cirsoc 102-2005 considera al viento como una carga horizontal estática equivalente. Admite 3 métodos de cálculo diferentes para la carga de viento. MÉTODO SIMPLIFICADO Este método se aplica para calcular la carga de viento en edificios de baja complejidad que posean una estructura de diafragmas simples, con una pendiente de la cubierta menor que 10 grados, de altura media menor o igual a 10 m. El edificio o estructura debe ser de forma regular, y no encuadrarse como edificio flexible ni poseer juntas de dilatación o separaciones, y no está sujeto a los efectos topográficos MÉTODO ANALITICO Este método se aplica para calcular la carga de viento en edificios de forma regular, cuya forma no dé lugar a cargas transversales de viento, desprendimientos de vórtices, inestabilidad debida a galope o flameo ni que por su implantación, deban merecer consideración especial los efectos de canalización o golpeteo en la estela debido a las obstrucciones a barlovento. MÉTODO TÚNEL DE VIENTO Este método se aplica para calcular la carga de viento en edificios de forma regular, cuya forma no dé lugar a cargas transversales de viento, desprendimientos de vórtices, inestabilidad debida a galope o flameo ni que por su implantación, deban merecer consideración especial los efectos de canalización o golpeteo en la estela debido a las obstrucciones a barlovento. La acción dinámica del viento puede ser originada por EFECTO VÓRTICE: Cuando tenemos edificios de geometrías sencillas o plan- tas que tienen ángulos rectos, al actuar el viento sobre estas, se produce el Efecto de Vórtice. El flujo de aire rota en sentido de espiral en los borde de las caras a sotavento aumentando las tensiones de las columnas de borde, lo que lleva a aumentar las secciones de la misma. Este efecto podría disminuirse a anularse si al diseñar la volumetría del edificio se evitan las esquinas o bordes en ángulo recto, o sea a 90°. EFECTO VENTURI: Incremento de la velocidad por un paso estrecho (succión en las caras laterales) FLAMEO O GALOPE:Es un tipo de inestabilidad que involucra el acoplamiento entre dos modos de vibración, por ejemplo, flexión y torsión. Es un fenómeno típico de estructuras esbeltas. OSCILACIÓN POR LA ENERGIA CONTENIDA EN LAS RAFAGAS: EFECTO DE FLUTTER:(AGITACIÓN, INESTABILIDAD AERODINÁMICA) Es un tipo de inestabilidad que involucra el acoplamiento entre dos modos de vibración como torsion y flexion El efecto de vecindad puede provocar acciones de “flameo", que son esfuerzos de flexión y torsión. Se da en estructuras esbeltas como los puentes colgantes. PERIODO DE VIBRACIÓN DEL EDIFICIO Cuando se aplica una fuerza la estructura vibra en función de esa fuerza aplicada con la frecuencia natural del sistema La frecuencia natural es aquella a la que el sistema vibrará si la desviaremos de su posición de equilibrio y lo dejaramos moverse libremente. FENÓMENO AEROELÁSTICO: Se debe a la separación del flujo del aire por la presencia de un obstáculo, que se caracteriza por el desprendimiento periodico de torbellinos de sentido de rotación alternado llamado vórtices de von karman. FRECUENCIA ES LA INVERSA DEL PERIODO Y SE MIDE EN HERCIOS (HERTZ) CÁLCULO DEL PERIODO DE VIBRACIÓN SI EL PERÍODO FUNDAMENTAL ESTÁ COMPRENDIDO ENTRE 1 Y 2 SEGUNDOS, Y LA ALTURA DEL EDIFICIO NO ES MAYOR QUE 100 METROS → EN ESE CASO BASTA CON CALCULAR EL FACTOR DE RÁFAGA Y MAYORAR LA PRESIÓN ESTÁTICA. SI EL PERÍODO ES SUPERIOR A 2 SEGUNDOS DEBEN APLICARSE PROCEDIMIENTOS COMO AQUELLOS CONTENIDOS EN LA RECOMENDACIÓN CIRSOC 102. EL PERÍODO ESTRUCTURAL ES EL TIEMPO QUE TARDA EN REALIZAR (1) OSCILACIÓN O MOVIMIENTO, Y LA FRECUENCIA ES LA CANTIDAD DE OSCILACIONES O MOVIMIENTOS QUE OCURREN EN (1) UNIDAD DE TIEMPO. EL PERIODO PROPIO DE VIBRACIÓN DEL EDIFICIO O "PERÍODO FUNDAMENTAL" ES AQUEL DE MAYOR DURACIÓN, POR LO QUE INTRODUCE MAYOR DAÑO A LA ESTRUCTURA, YA QUE ORIGINA LOS MAYORES DESPLAZAMIENTOS. TEMA: VERIFICACIONES PREVIAS CONCEPTO DE RIGIDEZ La parte de la estructura encargada de tomar la carga de viento la toma el entrepiso, ya que es infinitamente rígido en su plano, y es capaz de tomar la carga de viento y transferirla a la estructura. RIGIDEZ DEL ENTREPISO El concepto de rigidez del entrepiso es válido para entrepisos que cumplen con la siguiente relación entre sus lados Decimos que un edificio es rígido cuando la altura desde el nivel 00 hasta el coronamiento divi- dido la cara menor, es igual o menor que 4: Esbeltez Siendo h, la altura total del edificio; b, el lado mínimo de la planta, se denomina esbeltez a la relación λ = h/b Valores de λ por debajo de 5, indican que los problemas estructurales como consecuencia de las cargas horizontales no serán de importancia relevante, será un edificio en torre y la carga gravitatoria rige el diseño de la estructura. Por ejemplo, siempre va a verificar la seguridad al volcamiento. En cambio, valores de λ por arriba de 10, indican que los problemas van a ser de tal importancia, que en muchos casos pueden hacer impracticable la materialización del proyecto, desde el punto de vista económico y tecnológico. Por lo tanto el ámbito de esbeltez apropiado para edificios en torre resulta: 5 ≤ λ ≤ 10 VERIFICACIONES DE SEGURIDAD MOVIMIENTOS POSIBLES DEL EDIFICIO COMO CONJUNTO Desplazamiento en el remate del edificio Vimos que frente a la acción de las cargas horizontales los edificios sufren una deflexión lateral provocando la traslación de un entrepiso con respeto á otro, el edificio se deforma según una traslación, y si la estructura es marcadamente asimétrica, también va a rotar, lo que se va a producir una ROTOTRASLACIÓN ESTO PRODUCE UN DESPLAZAMIENTO Δ máx. EN EL REMATE DEL EDIFICIO. Si el edificio se desplazara un poco más no colapsaría. Esta condición es por una cuestión de comodidad del usuario, para que no se sientan las oscilaciones dentro del edificio. VERIFICACIÓN AL VUELCO (VERIFICACIÓN FUNDAMENTAL PARA MATERIALIZAR EL EDIFICIO) Existen dos caminos para valorar la seguridad al volcamiento: Giro sobre el extremo opuesto (A) de la fundación Control de las tensiones en la junta base-suelo 2 MANERAS El momento equilibrante (Me) dividido el momento volcador (Mv) debe ser mayor o igual a 3 (para estar del lado de la seguridad): Para lograr que el edificio no vuelque, si lo fundase en un manto rocoso profundo podría generar un par de empotramientos. Como eso no es posible, la carga gravitatoria es quien va a equilibrar el edificio para que no vuelque. Se debe verificar el valor de las tensiones, a fin de verificar que no se produzcan tracciones en la junta base-suelo. Para que esto se cumpla, la resultante R, de la carga gravitatoria (G) y la carga de viento (W), deben caer dentro del núcleo central de la fundación, para garantizar que el diagrama de tensiones sea todo comprimido, y no vuelque el edificio. La excentricidad debe ser menor a b/6 para garantizar que la resultante (R) caiga dentro del núcleo central de la base. Llamamos núcleo central al área dentro de la cual debe encontrarse el centro de presión para que la sección sea solicitada únicamente por tensiones de igual signo (en este caso, de compre- sión). El centro de presión es el punto de intersección de la resultante con el plano de la sección. TENSIÓN DEL TERRENO En este punto verificamos que el terreno tenga la capacidad suficiente de soportar las cargas que transmite a este el edificio planteado TEMA: SISMOS QUE SON : Vibraciones de la corteza terrestre ORIGEN: Volcánico: se asocian con erupciones provocadas por los movimientos subterráneos de magma tectónico: desplazamiento de las placas lugar donde se inicia la fractura , donde se produce el desplazamiento de las placas se llama HIPOCENTRO y el punto sobre la superficie terrestre verticalmente ubicado sobre el hipocentro/foco se llama EPICENTRO, y es acá donde se siente el sismo con mayor intensidad la energía se libera en forma de onda EFECTOS SOBRE EL SUELO  ABERTURA DE GRIETAS CUANDO SE PRODUCE RESONANCIA O MAGNETISMO Se produce cuando una estructura tiene la misma frecuencia que el movimiento sísmico. Las diferentes formas de vibrar de un edificio es igual al número de pisos que tenga, y de todas las formas de vibrar el modo 1 es el más peligroso. a medida que nos alejamos del epicentro tenemos menor amplitud mayor periodo EFECTO DE COLUMNA ROTA: Restricción parcial del desplazamiento lateral del cuerpo en una columna. Sucede cuando se produce una concentración de esfuerzos en un pequeño sector porque el resto de la viga está impedido de deformarse por estar confinada con la mampostería. EFECTO DE PISO FLEXIBLE: Son pisos donde presenta una rigidez significativamente menor que el resto de los pisos del edificio, modificando el concepto estructural original del edificio. Se debe generalmente cuando los elementos estructurales verticales son interrumpidos, para ofrecer más espacio en ese piso, o por razones arquitectónicas en cuanto a la ubicación de paredes no estructurales rígidas que se adosan a las columnas. Esto produce un debilitamiento de la rigidez de los elementos verticales en ese piso. EFECTO DE APLAUSO: Ocurre cuando el movimiento de un edificio durante el sismo queda impedido por otro muy cercano, en general, más rígido, al chocar se generan fuerzas cortantes en las columnas golpeadas. FALLA POR PUNZONAMIENTO: La columna podría actuar como un punzón, ocasionando daños severos en la losa. FALLA POR ESFUERZO CORTANTE: Los muros o diafragma deben tener rigidez y suficiente resistencia a los esfuerzos cortantes que se pueden producir. FALLA POR FALTA DE RESISTENCIA BIDIRECCIONAL: Las rigideces deben tener orientación ortogonal FALLA POR TORSIÓN: Se produce por la excentricidad entre el centro de masa y el centro de rigidez. SISTEMAS DE AISLACIÓN SÍSMICA Y DISIPACIÓN DE ENERGÍA SISTEMAS ACTIVOS SISTEMAS SEMI-ACTIVOS SISTEMAS PASIVOS La diferencia entre rótula plástica y articulación constructiva es que la rótula SI TOMA MOMENTO. VIGA HIPERESTATICA El momento plástico en una viga hiperestática se genera cuando se incrementa la carga después de llegar al momento máximo del cálculo.A partir de este momento, se siguen incrementando las deformaciones sin aumentar las tensiones. Los empotramientos ya no pueden tomar el aumento de carga y se trasladan al tramo del sistema que esté menos solicitado. Entonces los apoyos se van plastificando hasta que forman dos rótulas plásticas, convirtiendo la viga en isostática. TEMA: TIPOLOGÍAS ESTRUCTURALES TABIQUES PÓRTICOS ---- PÓRTICOS ARRIOSTRADOS SISTEMA MIXTO (tabique y pórtico) NÚCLEO ---- NÚCLEO + RIGIDIZADORES ESTRUCTURAS SUSPENDIDAS TUBO TUBO EN TUBO HAZ DE TUBOS MEGAESTRUCTURAS Mega columnas, Mega Pórticos (estructura tipo espina) RETICULADOS ESPACIALES SISTEMAS HÍBRIDOS o COMBINADOS (composite) GEOMETRÍAS COMPLEJAS TUBO CALADO: El tubo exterior toma las cargas gravitatorias y de viento y el tubo interior toma únicamente la carga gravitatoria. TUBO EN TUBO: Se le llama así porque al tubo exterior se le agrega el núcleo interior lo que le permite aumentar la rigidez del conjunto antes las cargas horizontales. El tubo interno está conformado por tabiques, mientras que el tubo externo está formado por columnas, ambos trabajan juntos para tomar las cargas de viento y las cargas gravitatorias. HAZ DE TUBOS: Se le llama así porque está constituido por un conjunto de tubos. El conjunto se comporta como un gran tubo cruzado por pantallas que actúan como diafragmas que evitan la acumulación de cargas en las esquinas. TEMA:TABIQUES Trabajan a flexocompresión En los tabiques altos predomina la flexión general de la pieza y momento máximo en el empotramiento y cero en el coronamiento. En los tabique bajos predomina la deformación por corte En un sistema MIXTO, de pórticos y tabiques , frente a la acción de las cargas horizontales los tabiques deforman por flexión y los pórticos deforman por corte LA INTERACCIÓN DE AMBOS SISTEMAS PERMITE INCREMENTAR LA RIGIDEZ DEL PÓRTICO EN LA PARTE INFERIOR Y LA DEL TABIQUE EN LA PARTE SUPERIOR AMBOS SISTEMAS SE COMPLEMENTAN PERFECTAMENTE, POR LO QUE EL ESFUERZO DE CORTE DEL VIENTO ES TOMADO EN LA PARTE INFERIOR POR LOS TABIQUES Y EN LA PARTE SUPERIOR POR EL PÓRTICO. Solicitación de los tabiques ISOSTÁTICOS: Pueden resolverse con las ecuaciones de la estática. El porcentaje de cargas que toma un tabique en un sistema isostático depende de su ubicación en planta respecto a la línea de acción del viento. HIPERESTATICOS: No se pueden resolverse con las ecuaciones de la estática se deforman según un desplazamiento se deforma según una rototraslación TABIQUES HIPERESTÁTICOS SIMÉTRICOS EL PORCENTAJE DE CARGA QUE TOMA UN TABIQUE ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A SU RIGIDEZ E INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA SUMATORIA DE RIGIDECES. DEPENDE DE SU RIGIDEZ RELATIVA TABIQUES HIPERESTÁTICOS ASIMÉTRICOS EL PORCENTAJE DE CARGA QUE TOMA UN TABIQUE DEPENDE DE SU RIGIDEZ, DE LA RIGIDECES DE LOS DEMÁS TABIQUES Y DE SU UBICACIÓN EN LA PLANTA. DEPENDE DE SU RIGIDEZ RELATIVA Y SU UBICACIÓN TABIQUES PARALELOS Decimos que una estructura contra-viento está formada por “tabiques paralelos”, cuando estos lo son entre sí y con relación a la dirección del viento considerado. TABIQUES PARALELOS ASIMÉTRICOS Se presenta este caso cuando no se cumple alguna o ambas de las condiciones de simetría, tanto geométrica como resistente. El desplazamiento, en general, será de rototraslación. Los tabiques deforman a FLEXOCOMPRESIÓN. ARMADURAS DEL TABIQUE La separación máxima de las armaduras VERTICALES está limitada a: a) 3 veces el espesor del tabique. S ≤ 3.Bw b) 300 mm=30cm S ≤ 30cm La separación máxima de las armaduras HORIZONTALES (por corte) está limitada a: a) 0.20 el largo del tabique. S ≤ 1/5.Lw b) 3 veces el espesor del tabique S ≤ 3.Bw c) 300 mm=30cm S ≤ 30cm TEMA: PÓRTICOS PLANO RESISTENTE VERTICAL ES UN CONJUNTO DE ELEMENTOS RESISTENTES, ORGANIZADOS DE TAL MANERA QUE PERMITEN TRASLADAR LAS CARGAS HORIZONTALES Y VERTICALES DE UN EDIFICIO A SU FUNDACIÓN. En comparación con un sistema rígido vertical formado por tabiques, los sistemas aporticados son soluciones estructurales de mayor deformabilidad. Esto debe tenerse en cuenta en el momento de seleccionar la estructura más adecuada para tomar esfuerzos laterales importantes. Una de las principales ventajas de los pórticos es la de permitir libertad en el diseño arquitectónico. Los pórticos constituyen planos resistentes verticales RIGIDEZ RIGIDEZ RELATIVA RIGIDEZ GLOBAL LOS PÓRTICOS RÍGIDOS SON ESTRUCTURAS FORMADAS POR COLUMNAS Y VIGAS CONECTADAS POR NUDOS. LOS NUDOS RESISTEN FLEXIÓN Y PUEDEN ROTAR Y DESPLAZARSE EN EL PLANO DE LA SOLICITACIÓN. LOS NUDOS PUEDEN ROTAR, PERO SIEMPRE SE MANTIENEN A 90° ES FUNDAMENTAL LA CONTINUIDAD ENTRE VIGAS Y COLUMNAS, PARA LOGRAR LA RIGIDEZ DEL NUDO. LOS PÓRTICOS SUPERPUESTOS A DOS ART. SON MENOS RÍGIDOS. PREDOMINA LA DEFORMACIÓN POR CORTE EQUILIBRIO DE LOS NUDOS MÉTODO DEL PORTAL | HIPÓTESIS DE CÁLCULO Este método se utiliza para estimar los efectos de desplazamientos laterales ocasionados por fuerzas horizontales que actúan sobre pórticos de edificios de varios pisos. Para estos pórticos, es usual suponer que las cargas horizontales se aplican sólo en nudos extremos. Por lo tanto, los momentos en todos los elementos varían en forma lineal y, excepto para elementos articulados, tienen signos opuestos cerca del punto medio de cada elemento, donde se supone ubicado el punto de inflexión. Se aplica a pórticos de altura y esbeltez moderada. La longitud de vigas y columnas no varía luego de la aplicación de la carga. Los nudos se mantienen a 90° luego de la deformación. Las rigideces de vigas y columnas concurrentes a los nudos son comparables. Cada columna resiste un corte proporcional a su inercia. Los puntos de inflexión de las columnas se ubican a la mitad de la altura, salvo en planta baja (0,6h)y en los últimos pisos (0,4h). La rigidez de un pórtico depende de la rigidez de sus miembros y conexiones (nudos). Una de las principales ventajas de los pórticos es la de permitir libertad en el diseño arquitectónico En comparación con un sistema formado por tabiques, los sistemas aporticados son soluciones estructurales de mayor deformabilidad Las estructuras aporticadas resultan económicas hasta una altura de 25 pisos TABIQUES CON PEQUEÑAS ABERTURAS Por acción exclusiva del viento ​ Como consecuencia del ancho de la abertura, EL DINTEL resulta solicitado por un MOMENTO FLECTOR TABIQUES CON GRANDES ABERTURAS ​ Los dinteles resultan extremadamente flexibles frente a la rigidez del resto del tabique, el conjunto deja de actuar como una sola pieza ​ LOS DINTELES SE TRANSFORMAN en SIMPLES BIELAS que unen ambas secciones del tabique original TEMA: MECÁNICA DE SUELOS FACTORES QUE SE NECESITA CONOCER 1. CARGA TRANSMITIDA DE LA ESTRUCTURA A LA FUNDACIÓN 2. REQUISITOS TÉCNICO-LEGALES DE CONSTRUCCIÓN 3. COMPORTAMIENTO DEL SUELO QUE SOPORTARÁ EL SISTEMA (ESTRUCTURA – FUNDACIÓN) 4. CONDICIONES GEOLÓGICAS DEL SUELO TIPOS DE ROTURA DEL SUELO El hundimiento o falla de las fundaciones supone asientos o giros importantes, pudiendo provocar vuelcos. Se pueden diferenciar 3 tipos: ROTURA GENERAL SUELOS COMPACTOS (falla la base de la zapata) PUNZONAMIENTO SUELOS INTERMEDIOS (la fundación se hunde afectando al -suelo adyacente) CORTE LOCAL SUELOS SUELTOS (el terreno se plastifica) VENTAJAS AL ESTABILIZAR LOS SUELOS Incrementar su capacidad portante y resistencia al corte Reducir la compresibilidad y los asentamientos Disminuir la permeabilidad Reducir el índice de vacíos y contenido de humedad Reducir la licuefacción potencial Disminuir la susceptibilidad a las heladas Incrementar la resistencia a la erosión PROCESOS DE MEJORAMIENTO DE SUELOS El apisonado: consiste en aplastar la tierra para prepararla para un uso posterior. Se puede utilizar para crear zanjas, rellenos de cimientos o bases de soleras. El paso de rodillos La Precarga La Vibro-Compactación Superficial El Método de Tierra Probe El Vibro-reemplazo La Vibro-flotación Los Pilotes de compactación La Consolidación Dinámica Los explosivos El Reemplazo del suelo Las inyecciones de lechadas La Estabilización química La Mezcla de Aditivos La Estabilización Térmica El Drenaje del suelo El Uso de Geotextiles La Estabilización eléctrica LICUEFACCIÓN DE SUELOS Son suelos no cohesivos sueltos pueden sufrir una súbita pérdida de su resistencia, en una grande porción de su masa, por culpa de un sismo(vibración) impacto, o elevado fuerzo cortado. TEMA: ESTUDIO DE SUELO Tipo de estructura Número de niveles Cantidad de subsuelos Tipo de uso Carga que recibirá el suelo (en forma aproximada o predimensionado) Ubicación de la estructura en el predio (localización aproximada de núcleo de ascensores y escaleras, espaciamiento entre columnas y/o tabiques) Descripción de los trabajos realizados de campo Ubicación de las perforaciones Resultados de los ensayos de penetración Informe de laboratorio (informe geotécnico) Clasificación y descripción de los estratos de suelo Informe de la presencia o no del nivel freático (agua) Recomendaciones sobre el tipo de fundación a adoptar Diagrama a utilizar en el cálculo de empuje de suelo (entibaciones subsuelos) REQUISITOS A CUMPLIR POR LAS FUNDACIONES INDIRECTAS ASEGURAR LA ESTABILIDAD Y FUNCIONALIDAD DE LA FUNDACIONES DURANTE TODA LA VIDA ÚTIL DE LA ESTRUCTURA OBTENER UNA SOLUCIÓN RAZONABLEMENTE ECONÓMICA LOGRAR UNA FORMA SENCILLA DE EJECUCIÓN, EN UN PLAZO LO MÁS BREVE POSIBLE. SOLUCIÓN PILOTES TRANSMISIÓN DE CARGAS TRANSMITIR POR EJEMPLO LAS CARGAS DE LAS ESTRUCTURAS HASTA EL SUELO FIRME POR DEBAJO DEL NIVEL DEL SUELO NO APTO. DRENAR DRENE DE SUELOS ARCILLOSOS, PARA CONSOLIDARLOS, E INCREMENTAR SU CAPACIDAD PORTANTE. PROTECCIÓN ESTRUCTURAL PROTEGER ESTRUCTURAS MARINAS COMO MUELLES, ATRACADEROS, CONTRA IMPACTOS DE BARCOS U OBJETOS FLOTANTES. DISEÑO ESTRUCTURAL DE PILOTES Los Pilotes se deben diseñar estructuralmente para resistir las cargas a las que serán sometidos durante su vida útil : Cargas Verticales y Horizontales y Momentos. Se diseñan como columnas cortas. En el caso de prefabricados, generalmente la condición crítica es la de izaje En el caso de llenados in situ considerar una cuantía mínima de acero Bulbo de presiones: ❑ A mayor distancia del elemento que genera la carga, menor presión. ❑ La distribución de las presiones tiene forma circular y no lineal. TEMA: ESTRUCTURAS MEMBRANALES ESTRUCTURAS DE TRACCIÓN PURA DOBLE CURVATURA TOTAL NEGATIVA APLICACIÓN PREVIA (para la estabilización) CÁSCARAS BLANDAS Continuas : telas pretensadas neumáticas Discontinuas: redes de cables Mixtas CLASIFICACIÓN DE LA GEOMETRÍA DE LAS FORMAS ESTRUCTURALES SEGÚN SU CURVATURA | CURVATURA= 1/ RADIO DE CURVATURA SINCLÁSTICA: AMBAS CURVAS DEL MISMO LADO DEL PLANO DE LA TANGENTE. SE ASIGNA SIGNO + (PARABOLOIDE ELÍPTICO) ANTICLÁSTICA: AMBAS CURVAS SE ENCUENTRAN EN LADOS OPUESTOS DEL PLANO. SE ASIGNA SIGNO - (PARABOLOIDE HIPERBÓLICO) SOLO SE PUEDEN CONSTRUIR ESTRUCTURAS PRETENSADAS CON MEMBRANAS ANTICLÁSTICAS ESTRUCTURAS MEMBRANALES TEMA: ESTRUCTURAS DE TRACCIÓN Estructuras de TRACCIÓN PURA aquellas que bajo la carga de servicio trabajan totalmente a tracción baricéntrica Estructuras de grandes Luces Una estructura se encuentra sometida a esfuerzos internos directos de esfuerzos normales, donde para cualquiera de sus secciones la resultante externa de las acciones pasa por su baricentro geométrico. Estos esfuerzos directos pueden ser de tracción(divergentes) o compresión(fuerzas convergentes). Estructuras funiculares El sistema de estabilización se debe a que son estructuras muy livianas. Los Arcos y los Cables tienen un comportamiento similar. Estas estructuras solo pueden adoptar configuraciones planas de hilos. Un arco NO admite apoyos móviles Una viga de ejes curvos admite apoyos móviles A lo largo de la vida útil de un arco pueden aparecer solicitaciones de flexión. La forma estructural depende de la fuerza externa. REQUISITOS DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES: 1- Gran resistencia a la tracción. 2- Alto grado de flexibilidad. 3- Mínima deformación al estiramiento. TIPOLOGÍAS: 1- Hilos: sogas, cables, cadenas 2- Membranas: mallas, tejidos, láminas de Hº Aº Para cargas puntuales el funicular es una poligonal Los cables son elementos aptos para tomar solo esfuerzos directos de tracción. Los cables sometidos a pequeñas compresiones quedan fuera de servicio por deformación. PARA EVITAR ESTO DEBEMOS RECURRIR A UN SISTEMA DE ESTABILIZACIÓN Para poder estabilizar una estructura por pretensado es necesario tener una doble curvatura total negativa.(RADIOS DE CURVATURAS OPUESTOS) CUBIERTAS DE TRACCIÓN PUEDEN SER CILÍNDRICAS, DE REVOLUCIÓN O EN FORMA DE SILLA DE MONTAR (PARABOLOIDE HIPERBÓLICO). LA INFLUENCIA DE LA FLECHA EN LA DETERMINACIÓN DE LOS ESFUERZOS EL ESFUERZO DIRECTO “R” Y EL EMPUJE HORIZONTAL “H” SON INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA FLECHA Si disminuye la flecha el esfuerzo R y el empuje horizontal H AUMENTAN considerablemente “V” es máxima en el apoyo. “V” es nula en el punto “K”. “H” es constante. “H” coincide con “R” en el punto “K” A medida que el CENTRO DE PRESIÓN se aleja del BARICENTRO de la sección, adquiere mayor importancia la FLEXIÓN. CENTRO DE PRESIÓN Es el punto de INTERSECCIÓN de la recta de acción de la RESULTANTE de las fuerzas ACTIVAS Y REACTIVAS ubicadas a la izquierda de la sección con el PLANO DE LA SECCIÓN. TEMA: CERCHA JAWERTH estructura de doble curvatura total negativa Trabaja totalmente a tracción La TENSIÓN PREVIA, es la TENSIÓN MÍNIMA NECESARIA que hay que aplicar a la estructura, para que bajo cualquier estado de cargas ningún elemento salga de servicio por compresión. Hipotesis de calculo Con el fin de calcular las secciones de la cercha, se establecen previamente las siguientes premisas respecto a los cables considerando que: AMBOS CABLES TIENEN IGUAL CURVATURA. SU SECCIÓN ES LA MISMA. SON DEL MISMO MATERIAL. ESTO NOS PERMITE CONSIDERAR CONSECUENTEMENTE QUE, SIENDO IDÉNTICOS ENTRE SÍ, AMBOS CABLES SOPORTAN LA MISMA CARGA. El cable estabilizantes es aquel al que introducimos la tensión previa FUNDACIONES DE TRACCIÓN TIPOS DE FUNDACIONES: 1.PILOTES DE TRACCIÓN. SEGÚN EL TIPO DE TERRENO, LA CAPACIDAD DE UN PILOTE DE TRACCIÓN PUEDE ALCANZAR LAS 40 T. 2.MUERTOS DE ANCLAJE. FUNDACIÓN APROPIADA PARA SUELOS COMPACTOS. 3.BASES COMBINADAS. MATERIALES RECOMENDABLES: CLASE TEÓRICA COMPRESIÓN El antifunicular de las cargas es un arco. Ubicación del centro de presión Va a determinar cuando tenemos presión dominante o flexión dominante. SE LLAMAN ESTRUCTURAS DE COMPRESIÓN DOMINANTE A AQUELLAS QUE DURANTE SU VIDA ÚTIL, Y ANTE LA PRESENCIA DE CARGAS DE SERVICIO, CADA SECCIÓN ESTARÁ SOMETIDA A COMPRESIÓN DOMINANTE. Tenemos flexión dominante cuando la fuerza se encuentra fuera del centro del núcleo central. Las estructuras de compresión dominante son de simple curvatura. LA DIFERENCIA CON LAS ESTRUCTURAS DE TRACCIÓN ES QUE LAS ESTRUCTURAS DE COMPRESIÓN PUEDEN TENER CURVATURA POSITIVA O CURVATURA TOTAL NEGATIVA CLASIFICACIÓN DE LOS ARCOS SEGÚN SUS APOYOS ARTICULADOS Pueden ser ISOSTÁTICOS E HIPERESTÁTICOS EMPOTRADOS Siempre son HIPERESTÁTICOS ARCOS TRIARTICULADO SON ISOSTÁTICO ARCOS BIARTICULADO SON HIPERESTÁTICO DE GRADO 1 ARCOS BIEMPOTRADO SON HIPERESTÁTICO DE GRADO TRES TEMA: ESTEREOESTRUCTURAS LAS BARRAS ESTÁN SOLICITADAS A TRACCIÓN O COMPRESIÓN SEGÚN SEA SU POSICIÓN Y LA DIRECCIÓN DE LA CARGA. ES NECESARIO CONSIDERAR TODOS LOS NUDOS COMO ARTICULADOS PARA EVITAR LA FLEXIÓN La cualidad más importante es la posibilidad cierta de incrementar considerablemente su altura para salvar grandes luces, con gran economía del material y peso. Es como si vaciaramos una gran viga para dejar únicamente su esqueleto resistente, constituido por delgadas barras traccionadas y comprimidas. LOS ELEMENTOS QUE CONFORMAN ESTAS ESTRUCTURAS SON LOS NUDOS Y LAS BARRA QUE TRABAJAN EN UN SISTEMA MIXTO DE TRACCIÓN Y COMPRESIÓN. ESTRUCTURAS DE VECTOR ACTIVO Se definen como estructuras de vector activo a aquellas estructuras compuestas por medio de elementos rectos, sólidos y esbeltos, denominadas barras, convenientemente vinculadas entre sí por medio de nudos, de manera tal que cualquier forma posible resulte de la combinación de sistemas triangulados. En los que la transmisión de las fuerzas se realizan por descomposición vectorial. TEMA: TENSIÓN Estado de un cuerpo sometido a la acción de fuerzas opuestas que lo atraen. TEMA: CUBIERTA PESADA Son estructuras de tracción pura que están conformadas por cables cuyas cubiertas son cilíndricas, formadas por una curva generatriz que se desplaza paralelamente a sí misma sobre una recta directriz, dando origen a estas cubiertas cilíndricas que están formadas por una cantidad de cables paralelos con forma cilíndrica SOBRECARGA DE ESTABILIZACIÓN: Para compensar el efecto de la succión del viento sobre la cubierta, se toma un valor de sobrepeso necesario equivalente a 5 veces la succión del viento. El APOYO que no es apto para recibir una cubierta pesada es LA COLUMNA.