Clase 7

Análisis de Resultados: Esfuerzos y Deformaciones

Introducción

El diseño de cualquier elemento o de un sistema estructural implica responder dos preguntas: ¿El elemento es resistente a las cargas aplicadas? y ¿Tendrá la suficiente rigidez para que las deformaciones no sean excesivas e inadmisibles? Las respuestas a estas preguntas implican el análisis de la resistencia y rigidez de una estructura, aspectos que forman parte de sus requisitos. Estos análisis comienzan por la introducción de 2 conceptos que son el esfuerzo y la deformación, aspectos que serán definidos a continuación.

UNIVERSIDAD DE TALCAEscuela de Arquitectura

Esfuerzo

Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda su longitud; además es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia.

Deformación

La resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al diseñar o analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la estructura cumpla con el propósito para el cual se diseñó tiene la misma o mayor importancia. El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas.


Que es necesario verificar en el modelo del encargo:

1) Verificar Reacciones ΣFx, ΣFy, ΣFz.

-Para el estado de carga Peso Propio (pp) se debe chequear lo siguiente:-Peso del edificio = ΣFy -Además, ΣFx = ΣFz = 0

- En el estado de carga Sobrecarga (sc) se debe chequear lo siguiente:-Sobrecarga del edificio = ΣFy -Además, ΣFx = ΣFz = 0

- Estado de carga Viento en “X” (vx) debe verificarse lo siguiente:-ΣFx corresponde a la carga de viento aplicada en la dirección “X”-Además, ΣFy = ΣFz = 0.

-Análogamente para la carga de viento aplicada en la dirección “Z” (vz) :-ΣFz corresponde a la carga de viento aplicada en la dirección “Z”- Además, ΣFx = ΣFy = 0.


Verificaciones de Deformaciones

La deformación ∆ de una viga o columna no deberá exceder los limites dados a continuación.

A) Planchas onduladas de techo: L / 120

C) Costaneras de techo: L / 200

E) Vigas corrientes de piso: L / 300

G) Vigas que soportan cielos estucados: L / 350

I) Vigas enrejadas, cerchas: L / 700

K) Vigas de puentes camineros L / 800

Flechas de vigas recomendadas.


Flechas de columnas recomendadas.

A) Planchas onduladas de muro, costaneras de muro: L / 120

C) Costaneras de muro que soportan ventanales: L / 150

E) Columnas frontales que soportan costaneras: L / 200

G) Edificios con muros flexibles, suelos firmes: L / 250

I) Edificios con muros flexibles, suelos blandos: L / 333

K) Edificios con muros rigidos solidarios al esqueleto: L / 500


Por lo tanto el control de deformaciones que se debe tener en cuenta para el modelo será:

Para vigas: ∆ ≤ L / 300 para la combinación pp + sc

Para columnas: ∆ ≤ H / 250 para combinaciones que incluyan fuerzas horizontales, tanto en la dirección “x” como en la dirección “z”.


Tensiones Admisibles

La tensión admisible corresponde a la tensión máxima permitida, que se calcula según el tipo de estructura, el material utilizado y el uso previsto.

Para este método de diseño los factores de carga correspondientes a todos los tipos de cargas se toman iguales a la unidad. Para combinaciones que incluyen viento o sismo, el elemento se debe diseñar para resistir el 75 % de los esfuerzos.

Requisitos generales


Hormigón Armado

Tensiones admisibles bajo cargas de servicio

Las tensiones en el hormigón bajo cargas de servicio no deben superar los siguientes valores:

Flexión Tensión en la fibra comprimida extrema: 0,45 f ‘cAplastamiento En el área cargada: 0,3 f ‘c

Para un H25 el f ‘c = 200 kgf/cm2

La tensión admisible para el acero corresponde a 0,6 Fy, donde Fy es la tensión de fluencia.

Para un acero A42-27ES la tensión admisible corresponde a:

Acero

FA

0.6x2700kgf

cm2

1620kgf

cm2


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Business

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