ESTRUCTURAS Y CARGAS
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
ESTRUCTURAS Y CARGAS - Cajamarca 2015-2Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Carrera: Ingeniería Civil
E-mail: [email protected]
FORMACIÓN PROFESIONAL Ingeniero Civil Universidad Privada del Norte
POSGRADO: Ingeniería y Gerencia de la Construcción Universidad Nacional de Cajamarca
EXPERIENCIA LABORAL:(última)
-Capacitador curso SAP 2000 Colegio de Ingenieros del Perú, Universidad Nacional de Cajamarca, 2014 – 2015.
- Docente de la Universidad Privada del Norte, 2014 – 2015: Cursos Estática, Estructuras y Cargas, Sistemas Estructurales 1 y 3, Procesos constructivos 3, entro otros.
- Docente de la Universidad Nacional de Cajamarca, 2015: Curso de Resistencia de Materiales II.
Perú
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
- Consultor de obras desarrollando proyectos:
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO EN LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA DEL NIVEL INICIAL N°312 DE LA CIUDAD DE CAJABAMBA, PROVINCIA DE CAJABAMBA - REGIÓN CAJAMARCA” - 2014.
“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO PÚBLICO JÓSE ARNALDO SABOGAL DIEGUEZ, PROVINCIA DE CAJABAMBA - REGIÓN CAJAMARCA” – 2014
“CONSTRUCCIÓN DEL SERVICIO EDUCATIVO DEL NIVEL SECUNDARIO DEL COLEGIO PISIT, DISTRITO DE TONGOD, PROVINCIA DE SAN MIGUEL – REGIÓN CAJAMARCA” - 2015
Otros.
CAPACITACIÓN: - Certificado SAP 2000, estructuras avanzadas, en la UNC.- Diplomado en: “Gestión de Costos de laCalidad en la Construcción” – UNC.
- Diplomado en: “Gestión Integrada de proyectos” – UNC.- Entre otros.
- Levantamiento topográfico de 04 instituciones educativas en laslocalidades de: “MUYOC GRANDE Y OXAPAMPA EN EL DIST. DEMIGUEL IGLESIAS, NUEVA UNIÓN, EN DIST. DE OXAMARCA Y ELPORVENIR EN EL DIST. DE SUCRE, PRIORIZADA EN LA PROV. DECELENDÍN”.
- Ampliación y Mejoramiento de la Infraestructura I.E. Nº 82192DEL CASERIO HUAYANMARCA, DISTRITO DE JESUS-CAJAMARCA-CAJAMARCA
-Capacitador de SAP 2000 y Estructuras Avanzadas de la UNC,Docente de la UPN de los cursos de Estática y Estructuras.
- Ing. Consultor de Obras 2015.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
EXPERIENCIA LABORAL:
(reciente)
HISTORIAEl primer Ingenieros Estructural parase haber sido IMHOTEP,
constructor de la prámide de GIZEH, y numerosos templos y tumbas,
usó como elementos estructurales la columna y la viga.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
ESTRUCTURAS Y CARGASLos griegos con ARISTOTELES y ARQUÍMEDES fueron los que
iniciaron y sistematizaron el estudio de la mecánica y la física,
desarrollando conceptos como centros de gravedad, palanca, etc.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Aunque los romanos hicieron poco por la ciencia comparados con los
griegos, sobrepasaron a éstos en el desarrollo de la ingeniería,
utilizando en forma formidable el arco de mampostería y la cúpula de
piedra.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
CONCEPTOS
ESTRUCTURALES
Grupalmente definir los siguientes conceptos y
dar un ejemplo:
• Estructura
• Carga
• Resistencia
• Rigidez
• Ductilidad
• Fragilidad
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Las estructuras se construyen siempre para cumplir una
Finalidad definida
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
PRINCIPALES FUNCIONES DE LAS ESTRUCTURAS
a. Encerrar un espacio
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
PRINCIPALES FUNCIONES DE LAS ESTRUCTURASb. Contener o retener
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
PRINCIPALES FUNCIONES DE LAS ESTRUCTURAS
C. TRANSMITIR CARGAS
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
INTRODUCCIÓN
En el proyecto de estructuras, primero es el
diseño y luego el cálculo.
El ingeniero cuando se enfrenta a la
arquitectura de una edificación, debe
descubrir la forma de sostenerlo con
seguridad y economía mediante un conjunto
de elementos con forma y dimensiones
óptimas: losas, vigas, columnas, placas y
cimentación, y lo debe hacer con
herramientas muy personales: intuición
mecánica, sensibilidad a los esfuerzos,
conocimiento de los materiales y reglamentos;
y sobre todo sentido común .
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
OBJETIVO DE LAS ESTRUCTURAS:
A. SEGURIDAD:
Todas las estructuras o elementos estructurales deben calcularse
de forma que resistan con un grado de seguridad apropiado, todas
las cargas y deformaciones que soportará durante su vida útil.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
A. RESPONSABLES DE LA SEGURIDAD:
a. PROYECTISTA
b. CONSTRUCTOR
c. SUPERVISIÓN
d. PROPIETARIOS
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
B. FUNCIONALES
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
C. ECONÓMICAS
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
ESTRUCTURAS EN LA NATURALEZA
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
FORMAS ESTRUCTURALES:
a. ALBAÑILERÍA
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
B. ESTRUCTURAS APORTICADAS
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
C. ESTRUCTURAS MIXTAS
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
ESTRUCTURAS DE MADERA
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
ESTRUCTURAS RETICULADAS
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
FUERZA:Es toda causa física, capaz de modificar el estado de reposo o de
movimiento de un cuerpo. Al aplicar una fuerza a un cuerpo se produce
otra fuerza igual y de sentido contrario llamada Reacción.
Equilibrio de una Fuerza: Toda estructura está en equilibrio cuando todas
las fuerzas que actúan sobre él, se compensan mutuamente.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Pxx: Fuerza axial.
Esta componente mide una acción de tirar (o empujar) representa una fuerza de
extensión o tracción que tiende a alargar el sólido, mientras que empujar representa
una fuerza de compresión que tiene a acortarlo se representa principalmente por P.
Pxy, Pxz: Fuerza cortante.
Con componentes de la resistencia total al deslizamiento de la porción del solido a
un lado de la sección de exploración respecto a la otra porción. La fuerza cortante
total se suele representar por V y sus componentes Vz y Vz, identifican sus
direcciones.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Mxx: Momento Torsor o Par.
Este componente mide la resistencia a la torsión del sólido considerado y suele
representarse por Mt.
Mxy, Mxz: Momentos Flectores.
Estas componentes miden la resistencia del cuerpo a curvarse o flexar respecto
a los ejes Y ó Z, y se suelen expresar, simplemente por My y Mz
espectivamente.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
La dirección y el sentido de la fuerza o carga con respecto al cuerpo
determinan la clase de ESFUERZOS que se producen.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
ESFUERZOS:
Se denomina así a las fuerzas interiores que se generan en un cuerpo
que está bajo la acción de una carga.
La dirección y el sentido de la fuerza o carga con respecto al cuerpo
determinarán la clase de esfuerzos que se producen.
Por la dirección y el sentido de las fuerzas sobre un elemento
estructural estas generan esfuerzos de:
- Compresión
- Tracción
- Corte
- Flexión
- Torsión
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Esfuerzos de Compresión
• Si las fuerzas se aproximan unas a otras, el cuerpo se
comprime y en él se producen esfuerzos de compresión
• Un elemento estructural sometido a esfuerzos de
compresión, sus partículas constituyentes son comprimidas,
encogiéndose en la dirección en que actúa la fuerza y
expandiéndose perpendicularmente a ella.
• Algunos materiales resisten mejor que otros los esfuerzos de
compresión.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
En el caso de las columnas, la resistencia de éstas debido a la
compresión está en función a su esbeltez, siendo la esbeltez la relación
que existe entre la altura y el espesor del elemento comprimido.
• De esta manera podemos decir que las columnas más esbeltas tienden
a deformarse lateralmente.
• El efecto que ocurre en los materiales sometidos a esfuerzos de
compresión se le denomina pandeo.
• Algunos materiales resisten mejor que otros los esfuerzos de
compresión.
Como ejemplo tenemos que el concreto armado es excelente para
resistir cargas que lo someten a esfuerzos de compresión.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Esfuerzos de Tracción.
• Si las fuerzas se alejan unas a otras, el cuerpo se extiende y en él se
producen esfuerzos de tracción.
• Cuando los elementos estructurales son sometidos a esfuerzos de tracción,
sus partículas constituyentes se apartan de ellas.
• La dimensión del cuerpo aumenta en la dirección de la fuerza y disminuye
en la perpendicular.
• El comportamiento al esfuerzo de tracción no es el mismo en los
materiales. Por ejemplo el concreto armado es muy malo cuando es
sometido a esfuerzos de tracción.
• Los materiales, según su composición interna, pueden ofrecer diferentes
resistencias al ser traccionados en distintas direcciones.
• La madera por ejemplo, resiste las tracciones aplicadas en la dirección
paralela a las fibras, mucho más que las que actúan en dirección
perpendicular.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Esfuerzo de Corte.
• Si el cuerpo es sometido a dos fuerzas paralelas próximas y de sentido
contrario, se obtienen esfuerzos de corte o cizallamiento.
• El esfuerzo de corte origina deformaciones que se presentan como una
tendencia al deslizamiento de una parte del cuerpo con respecto a otra.
• En las vigas, el esfuerzo de corte produce deslizamientos en la
dirección longitudinal (horizontal) y en la dirección transversal (vertical).
El tipo de esfuerzo depende de la dirección de la fuerza actuante
en relación al área resistente (perpendicular o paralela).
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Esfuerzo - Deformación
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
• En una viga sometida a cargas concentradas o distribuidas el diagrama
de esfuerzo cortante sirve para analizar los cortantes en los diferentes
puntos de la viga.
• En el concreto armado, este diagrama nos indicará la cantidad y
espaciamiento de los elementos y transversales que se conocen con el
nombre de estribos.
• Así, por ejemplo, al analizar la viga vemos que en el centro de la luz, la
fuerza cortante es cero y en los extremos wL/2. Si la viga fuera de
concreto armado quiere decir que en sus extremos llevará mayor cantidad
de estribos que el centro de la luz.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Esfuerzo de Flexión.
• Si la acción de las fuerzas tiende a curvar el cuerpo, se produce flexión.
Un cuerpo flexionado tendrá tracción en una zona y compresión en la
otra.
Los elementos estructurales sometidos a cargas transversales se
flexionan o se curvan, esto origina esfuerzos de compresión en una de
sus partes y de tracción de en la opuesta. En el eje neutro no hay
tracción ni compresión.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Las vigas de concreto armado al estar sometidas a flexión generan
tracción en su fibra inferior y compresión en la superior. Como el concreto
es muy débil a la tracción se aplica acero en la zona traccionada.
Si la viga está en voladizo la tracción se genera en la parte superior y la
compresión en la inferior.
Facultad de Ingeniería
Curso: Estructuras y Cargas - Docente: Ing. Erlyn Giordany Salazar Huamán
Esfuerzos de Torsión
Si el cuerpo es sometido a movimientos de giro, perpendiculares a su eje
longitudinal, se produce torsión y se dan principalmente esfuerzos de
corte.
La torsión se produce cuando un elemento estructural es sometido a
movimientos de giro, perpendiculares a su eje longitudinal dándose
esfuerzos de corte.