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INTRODUCCIN AL DISEO ESTRUCTURAL
Clase2y3=total4mdulos
SebastinAedoMaluje 1
LA ESTRUCTURA
Conjunto de elementos resistentes capaz de mantener susformas y cualidades a lo largo del tiempo, bajo la accin delas cargas y agentes exteriores a que ha de estar sometido, esdecir, la parte de la construccin que garantiza la funcinesttica del edificio.
Eduardo Torroja Miret.
Elementos estructurales Elementos NO estructurales
EDIFICIO
conformado por
Instalaciones
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ELEMENTOS DE UN EDIFICIO Y SU FORMA DE TRABAJO
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ELEMENTOS DE UN EDIFICIO Y SU FORMA DE TRABAJO
Viga principal
FundacinViga secundaria
ColumnaDireccin principal de la losa
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LA ESTRUCTURA
EXIGENCIAS:
BELLEZA
BAJA INVERSIN
EQUILIBRIO ESTABLE
RESISTENCIA
FUNCIONALIDAD
DURABILIDAD
SUSTENTABLE
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LA ESTRUCTURA
Equilibrio Estable
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LA ESTRUCTURA
Equilibrio estable e inestable
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LA ESTRUCTURA
Resistencia
FF
El diseo debe asegurar la capacidad resistente
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LA ESTRUCTURA
Funcionalidad
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LA ESTRUCTURA
Durabilidad
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TIPOLOGAS ESTRUCTURALES
En edificacin
Estructuracin con base a marcos Estructuracin mixta
F
F F
PLANTA PLANTA
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TIPOLOGAS ESTRUCTURALES
En edificacin
Estructuracin con base a muros
F
F
PLANTA
Estructuracin con ncleo central
F
PLANTA
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Torre de Tajamar
Construccin ao 1964. 25 pisos, 75 metros de altura. Densidad de muros 4,4% longitudinal y 2,7% transversal.
Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.
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Torre Miramar
Construccin ao 1973. 20 pisos, 60 metros de altura. Densidad de muros 1,9% longitudinal y 2,5% transversal.
Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.
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Ministerio de Justicia
Construccin ao 1979. 21 pisos, 64 metros de altura. Densidad de muros 2,0% longitudinal y 2,0% transversal.
Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.
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Hotel Hyatt
Construccin ao 1998. 24 pisos, 82 metros de altura. Densidad de muros 3,0% longitudinal y 3,0% transversal.
Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.
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Marina Centro
Construccin ao 1998. 18 pisos, 50,4 metros de altura. Densidad de muros 4,9%.
Informacin recopilada presentacin de Fernando Yez, Seminario ACI-2005.
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EDIFICIOS MS ALTOS EN CHILE
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SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS
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NORMAS DE CARGAS
Normas de cargas
NCh433 + DS61. Diseo Ssmico de Edificios.
NCh1537. Cargas permanentes y Sobrecargas en Edificios.
NCh431. Sobrecargas de Nieve.
NCh432. Acciones de Viento sobre las Estructuras
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SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURA
Clasificacin segn su variacin a lo largo del tiempo:
- Acciones permanentes: Son las que actan constantemente en magnitud yposicin. Peso propio, cargas inertes, entre otras.
- Acciones permanentes de valor no constante: Son las que actanconstantemente, pero su valor no es constante a lo largo de tiempo. Accionesreolgicas, pretensado, entre otras.
- Acciones variables: Son aquellas cuya variacin en el tiempo es frecuentey no es despreciable. Montaje, viento y nieve, empujes del terreno, entre otras.
- Acciones eventuales: Son aquellas que presentan una dbil probabilidad deactuacin, pero su valor es de gran importancia. Explosiones, impactos,hundimientos del terreno, acciones ssmicas.
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SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS
Cargas permanentes
- Peso propio de los elementos, tantoestructurales como no estructurales.
- Cualquier carga que se tenga la certeza de quepermanecer en su posicin y sin variar sumagnitud, durante toda la vida til de laestructura.
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SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS
Sobrecargas
- Cualquier carga que vare su posicin o sumagnitud durante la vida til de la estructura.
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SOLICITACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS
Cargas eventuales
- Cualquier carga que, sin actuar permanentemente en laestructura, tiene una cierta probabilidad de ocurrenciadurante la vida til de la estructura.
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EL VIENTO ZonaCostera
Altura Presin(kgf/m2)
4m 70
20m 126
40m 145
Zonaurbana
59kgf/m2
Zonarural
70Kgf/m2
EDIFICIOS VIVIENDAS DE 2 PISOS
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EL SISMO
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TRATAMIENTO DE SOLICITACIONES
Viga principal
FundacinViga secundaria
ColumnaDireccin principal de la losa
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TRATAMIENTO DE SOLICITACIONES
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Tratamiento de las solicitaciones
No necesariamente la accin simultnea de todas las cargas que actanen un elemento conduce a la situacin psima o ms desfavorable desdeel punto de vista del diseo.
COMBINACIN DE SOLICITACIONES
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Tratamiento de las solicitaciones
No necesariamente la accin simultnea de todas las cargas que actanen un elemento conduce a la situacin psima o ms desfavorable desdeel punto de vista del diseo.
COMBINACIN DE SOLICITACIONES
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Tratamiento de las solicitaciones
No necesariamente la accin simultnea de todas las cargas que actanen un elemento conduce a la situacin psima o ms desfavorable desdeel punto de vista del diseo.
COMBINACIN DE SOLICITACIONES
Momentos Positivos Momentos Negativos
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Tratamiento de las solicitaciones
COMBINACIN DE SOLICITACIONES
FUERZA SISMICA
H
L
H
FUERZA SISMICA
- +
FUERZA SISMICA
+ --
-
FUERZA SISMICA
-
- + -
H H
H
L
H
SOBRECARGASC1
SC2SC1
PESO PROPIOPP1
L
PP2 PP1
SOBRECARGA
ESFUERZOS AXIALES
PESO PROPIO
--
--
+
- +
+
-
SOBRECARGA
+ +
+
-+
-
-
SOBRECARGA
+
MOMENTOS FLECTORES
+
PESO PROPIO
--
--
ESFUERZOS DE CORTE
+-
PESO PROPIO
-
-
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Tratamiento de las solicitaciones
COMBINACIN DE SOLICITACIONES
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LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Confiabilidad estructural
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LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Confiabilidad estructural
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LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Confiabilidad estructural
),....,,,( 321 nrrrrgR ),....,,,( 321 nsssshS
Margen de seguridad: SRZ
PROBABILIDAD DE FALLA
cF pZPP 1)0(Siendo pc la confiabilidad.
Si la funcin de densidad de probabilidad de Z es conocida:
221
SR
mmF
SRP Siendo la funcin dedistribucin acumulada deprobabilidad para variablealeatoria normal estndar.
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LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL
Confiabilidad estructural
RIESGO DE MUERTE
Actividad Tasa de muerte anual
Motociclista en competenciaAccidente Automvil Accidente avin comercialImpacto por un rayo
5,0 x 10-3
3,6 x 10-4
1,0 x 10-4
5,0 x 10-7
Pf > 10-3 Riesgo Alto
Pf < 10-5 Bajo Riesgo
Fuente: Diseo Estructural. Ridell, Hidalgo. 1997.SebastinAedoMaluje 37
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