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Métodos de Diseño
DISEÑO ESTRUCTURAL
El Diseño Estructural es un proceso creativo basado en el conocimiento de los principios de
estática, dinámica, mecánica de sólidos y análisis estructural.
Producto es una estructura segura y económica que cumple su propósito (requisitos de diseño).
ETAPAS DE DISEÑO
1. Definición conceptual.
2. Definición de solicitaciones a considerar.
3. Estructuración.
4. Selección de elementos.
5. Análisis.
6. Evaluación.
7. Emisión de planos y especificaciones.
PROCESO DE DISEÑO
Modelos de carga Modelo estructural Modelos de resistencia
Análisis estructural
Compararrespuesta vs.
resistenciaNo cumple Cumple Fin
Revisar diseño
Proceso de diseño estructural
METODOS DE DISEÑO ESPECIFICACIONES AISC
• Diseño por Resistencia Admisibles (ASD)
• Diseño por Factores de Carga y Resistencia(LRFD)
DISEÑO POR RESISTENCIA ADMISIBLE
Método de Diseño por Resistencia Admisibles (ASD):
Ra =Resistencia Requerida
Rn= Resistencia Nominal
FS=Factor de Seguridad
FSR
R nadm
DISEÑO POR FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA
Método de Diseño por factores de carga y resistencia (LRFD)
Ru = Resistencia Requerida
Rn =Resistencia Nominal
∅ = Factor de Resistencia
nu RR
METODOS DE DISEÑO ESPECIFICACIONES AISI
• Diseño por Resistencia Admisibles (ASD)
• Diseño por Factores de Carga y Resistencia(LRFD)
DISEÑO POR RESISTENCIA ADMISIBLE
Método de Diseño por Resistencia Admisibles (ASD):
R =Resistencia Requerida(ASD)
Rn= Resistencia Nominal
FS=Factor de Seguridad
Rn/FS =Resistencia admisible
FSR
R n
DISEÑO POR FACTORES DE CARGA Y RESISTENCIA
Método de Diseño por factores de carga y resistencia (LRFD)
Ru = Resistencia Requerida
Rn =Resistencia Nominal
∅ = Factor de Resistencia
nu RR
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS
• Especificaciones– SEI/ASCE 7-02: Minimum Design Loads for Buildings and Other
Structures:
• Reglamentos o códigos de construcción– Eurocode 1: “Basis of Design and Actions on Structures”.
• NTE-E020
CARGAS Y COMBINACIONES CARGAS
• Cargas muertas (D).• Cargas vivas (L).• Cargas vivas de techo (Lr).• Carga Nieve (S).• Carga de Viento (W).• Carga de Sismos (E).• Carga de Lluvia o Hielo(R).• Empuje de suelos (H).• Inundación (F).• Otros.
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS
• Peso propio de la estructura.• Peso propio de las terminaciones de pisos y muros.• Peso de ductos y servicios.• Peso de tabiques.
Losaestructural
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS
Cargas vivas estáticas:• Sobrecargas de uso
– habitacional,– de oficinas,– de almacenamiento,– de estacionamiento
• Tráfico peatonal o vehicular– Cargas distribuidas– Cargas móviles
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS
• Velocidad máxima vmax de viento esperada (en N años)– Localización geográfica– Irregularidad del terreno
• Presión básica q = q(vmax).
• Variación de la presión en altura.
• Modificación por– Dirección de incidencia– Inclinación de superficies
C2·q
C1·q
C3·q
C4·q
q(h)
Viento
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS
• Método elástico estático
P2
M·a
Movimiento del suelo
P1
P2
V1 + V2 = V
Cortante basal
P1
V1
V2
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS AISC
• Combinaciones de carga ASD
– D– D + L – D + (Lr or S or R)– D + 0.75L + 0.75(Lr or S or R)– D ± (W or 0.7E)– D + 0.75(W or 0.7E) + 0.75L + 0.75(Lr or S or R)– 0.6D ± (W or 0.7E)
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS AISC
• Combinaciones de carga LRFD
1. 1.4D
2. 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr or S or R)
3. 1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (0.5L or 0.8W)
4. 1.2D + 1.6W + 0.5L + 0.5(Lr or S or R)
5. 1.2D ± 1.0E + 0.5L + 0.2S
6. 0.9D ± (1.6W or 1.6E)
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS AISI
• Combinaciones de carga ASD
– D
– D + L + (Lr or S or R)
– D + (W or E)
– D + L (Lr or S or R) + (W or E)
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS AISI
• Combinaciones de carga LRFD
1. 1.4D + L
2. 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr or S or R)
3. 1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (0.5L or 0.8W)
4. 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(Lr or S or R)
5. 1.2D + 1.5E + 0.5L + 0.2S
6. 0.9D - (1.3W or 1.5E)
Métodos de análisis
• Método elástico– Material es elástico, lineal, homogéneo e isótropo.
– Miembros elásticos– Pequeñas deformaciones
METODOELÁSTICO
y
E
METODOS DE DISEÑO
• DEFINICIONES• Estado Limite- condicion en la que un material se
vuelve inutil para una funcion• Estado limite de resistencia- condicion limite que
afecta a la seguridad de la estructura, y que se ha agotado la capacidad para soportar carga
• Resistencia Requerida- esfuerzos o deformaciones del calculo estructural y que corresponden a las combinaciones ASD o LRFD
METODOS DE DISEÑO
• Resistencia Nominal- Resistencia de una estructura de una estructura sin la afectacion de factores de carga o seguridad.
• Se detetermina en los calculos, con las resistencias especificadas, dimensiones y ecuaciones de la mecanica estructural.
• Tambien se puede deteminar mediante pruebas de cargas o mediante las especificadiones de diseño