Republica Bolivariana de Venezuela Aldea Universitaria Cmte. Hugo Rafael Chávez Frías I.U.T. Dr. Federico Rivero Palacios El Vigía estado Mérida Integrante. Lohendys chourio Trayecto 2 trimestre 3 sección 1 Prof. Rafael Moreno Esfuerzos actuantes En una sección cualquiera, cuyo conjunto forma la solicitación actuante en esta sección. La solicitación actuante en una sección debe ser menor o igual que la capacidad resistente de dicha sección. En los diferentes capítulos se han analizado los distintos tipos y esquemas estructurales y sus campos de aplicación preferentes. Esfuerzo cedente La resistencia al punto cedente o el esfuerzo de cedente es el esfuerzo que produce en un material, una deformación específica, permanente y limitadora. Por debajo del límite elástico, la relación entre el esfuerzo y la deformación, en la carga y la descarga, puede considerarse idéntica, desde un punto de vista práctico. En consecuencia, no es necesario descargar una muestra para poder determinar la resistencia a punto cedente; más bien, se construye una línea paralela a la porción recta de la curva. El esfuerzo en la intersección de la línea paralela con la curva de esfuerzo - deformación, es la resistencia a punto cedente. El desplazamiento que se usa con mayor frecuencia es a 0.2 por ciento de la resistencia a punto cedente, o sea, 0.002 plg/plg. El esfuerzo cedente es una medida práctica del límite de la acción elástica; siempre es mayor que el límite elástico y no es tan sensible a errores en las mediciones de deformación, como lo es el límite elástico. El punto de cedencia es una propiedad que tienen los aceros blandos no endurecidos y algunas otras aleaciones. Al igual que el esfuerzo de cedencia, es también una indicación del límite de la acción elástica. El punto de cedencia es un esfuerzo en el que se produce primero un aumento notable de deformación, sin que haya un aumento de esfuerzo. En efecto, por lo general, hay dos puntos de cedencia: uno superior y el otro inferior, como puede verse en la figura 2.11. El punto superior de cedencia es el que se usará en este experimento, como el punto de cedencia. Este punto y el esfuerzo de cedencia son aproximadamente iguales. Esfuerzo Último: Es el punto más alto y ocurre justo antes de la rotura o falla del material ya que se produce un fenómeno de inestabilidad. DISEÑO DE CONEXIONES Los diseños de conexión es la operación más importante que se realiza en las estructuras prefabricadas. Los detalles pueden afectar significativamente la economía de un sistema, así como también su respuesta a las cargas laterales y gravitacionales. Las conexiones comúnmente utilizadas en las estructuras prefabricadas están en los siguientes grupos: 1. El refuerzo que sobresale de los elementos precolados se suelda o se traslapa, y la junta entre los elementos se cuela con concreto colado en sitio. 2. Se colocan elementos de acero (ángulos y placas, por ejemplo) en los miembros precolados que se unen entre sí con soldadura y con un colado poste- rior en la unión, rellenando con lechada los huecos. 3. El refuerzo de los elementos-viga pasa a través de ductos de las columnas, rellenándose con lechada. 4. Las columnas tienen huecos en la zona de nudos, para conectar directamente con las trabes. 5. Se utiliza acero de pre esfuerzo postensado para unir los elementos-viga con las columnas. El comportamiento de un sistema prefabricado sometido a fuerzas sísmicas depende en un grado considerable del comportamiento de la conexión. El diseño estructural de las conexiones debe asegurar un desempeño satisfactorio ante las cargas sísmicas, siguiendo los requisitos para satisfacer los criterios de ductilidad en zonas sísmicas. En otras palabras, los marcos prefabricados deben proyectarse para tener resistencia, rigidez y ductilidad similar a la de los marcos de concreto colado en sitio. Deformaciones en límites Las deformaciones de limites se satisface si los movimientos (flechas o giros) en la estructura o elemento estructural son menores que unos valores límites máximos. La comprobación del Estado Límite de Deformación tendrá que realizarse en los casos en que las deformaciones puedan ocasionar la puesta fuera de servicio de la construcción por razones funcionales, estéticas u otras. El estudio de las deformaciones debe realizarse para las condiciones de servicio que correspondan, en función del problema a tratar, de acuerdo con los criterios de combinaciones expuestos. La deformación total producida en un elemento de hormigón es suma de diferentes deformaciones parciales que se producen a lo largo del tiempo por efecto de las cargas que se introducen, de la fluencia y retracción del hormigón y de la relajación de las armaduras activas. Hasta ahora se han definido los estados límites de deformación seccional que producen deformaciones que llevan a la pieza a la rotura, ya sea porque se excede la deformación a compresión del hormigón o la deformación de fluencia real o convencional del acero, y además, se han definido los diagramas de comportamiento tanto para el hormigón como para al acero. En una pieza de hormigón armado es necesario definir exactamente todos los estados límites de deformación seccional máximos posibles a tener en cuenta en los cálculos. Para ello, se supone una pieza de sección cualquiera en la que existen cargas que producen distintos esfuerzos normales (tracción, flexión y compresión) en la misma. En flexión, se supone, que la pieza se cargará en la parte superior, es decir, tendrá fibras fraccionadas en la parte inferior y comprimida en la superior. Por ello, la sección se considera simplemente armada, es decir, sólo con armadura inferior. Si se supusiera tener también armadura superior (comprimida) se llegaría a las mismas conclusiones ya que el acero comprimido se comportará igual que el hormigón que lo recubre, en esta zona. Límite de deformación en fachadas ligeras Desplazamientos horizontales 1. Cuando se considere la integridad de los elementos constructivos, susceptibles de ser dañados por desplazamientos horizontales, tales como tabiques o fachadas rígidas, se admite que la estructura global tiene suficiente rigidez lateral, si ante cualquier combinación de acciones característica, el desplome (véase figura 4.1) es menor de: a. desplome total: 1/500 de la altura total del edificio; b. desplome local: 1/250 de la altura de la planta, en cualquiera de ellas. 2. Cuando se considere la apariencia de la obra, se admite que la estructura global tiene suficiente rigidez lateral, si ante cualquier combinación de acciones casi permanente, el desplome relativo es menor que 1/250. 3. En general es suficiente que dichas condiciones se satisfagan en dos direcciones sensiblemente ortogonales en planta. Si leemos la parte de flechas, tampoco, porque se habla de la estructura horizontal de un piso, que no es nuestro caso: Flechas 1. Cuando se considere la integridad de los elementos constructivos, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rígida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinación de acciones característica, considerando sólo las deformaciones que se producen después de la puesta en obra del elemento, la flecha relativa es menor que: a. 1/500 en pisos con tabiques frágiles (como los de gran formato, rasillones, o placas) o pavimentos rígidos sin juntas; b. 1/400 en pisos con tabiques ordinarios o pavimentos rígidos con juntas; c. 1/300 en el resto de los casos. 2. Cuando se considere el confort de los usuarios, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rígida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinación de acciones característica, considerando solamente las acciones de corta duración, la flecha relativa, es menor que 1/350. 3. Cuando se considere la apariencia de la obra, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rígida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinación de acciones casi permanente, la flecha relativa es menor que 1/300. Diseño de conexiones de elementos prefabricados Es necesario considerar las diferentes etapas de construcción. Así, cuando se usan conexiones cerca de la columna, los elementos trabajarán simplemente apoyados, reduciendo el refuerzo para momento flexionante negativo, pero incrementando en ocasiones el positivo en la misma conexión, por la inversión de la aplicación de las fuerzas sísmicas, sobre todo si éstas son grandes. Es práctica común el uso de factores adicionales para el diseño de conexión, como lo especifican las Normas Técnicas Complementarias para Diseño de estructuras de Concreto del RCDF en la actual versión. Aquí conviene verificar su correcta aplicación, ya que en algunas conexiones se puede lograr el monolitismo, por lo que dicho factor puede no aplicarse. DISEÑO CON PERFILES IPN Las Tablas de perfiles IPN laminados en caliente del presente Manual están Concebidas para ser utilizadas conjuntamente con la Norma venezolana, cuyá notación, definiciones y requisitos adopta. La geometría de los perfiles IPN está condicionada por el proceso de laminación en caliente. Los perfiles IPN fabricados conforme con la Norma venezolana se caracterizan por su forma de doble te, con las caras interiores de las alas inclinadas 14% (8º aproximadamente) con respecto a las caras exteriores, de manera que las alas presentan un espesor decreciente hacia los bordes. Las aristas exteriores en los bordes de las alas son rectas, y las interiores, al igual que la unión del alma con las alas, redondeadas. Para el mejor aprovechamiento de su geometría y propiedades, los perfiles IPN se usan fundamentalmente como vigas. Como columnas, es preferible utilizar combinaciones de dos o más perfiles. FALLA FRÁGIL Los procedimientos de diseño de estas Normas son válidos para aceros y elementos estructurales que tengan un comportamiento dúctil; por tanto, deberán evitarse todas las condiciones que puedan ocasionar una falla frágil, tales como el empleo de aceros con altos contenidos de carbono, la operación de las estructuras a temperaturas muy bajas, la aplicación de cargas que produzcan impacto importante, la presencia excesiva de discontinuidades en forma de muescas en la estructura y las condiciones de carga que produzcan un estado triaxial de esfuerzos en el que la relación entre el cortante máximo y la tensión máxima sea muy pequeña, y sobre todo deberá evitarse la presencia simultánea de varias de esas condiciones. En los casos, poco frecuentes, en que las condiciones de trabajo puedan provocar fallas de tipo frágil, se emplearán materiales de alta ductilidad que puedan fluir ampliamente en puntos de concentración de esfuerzos, a la temperatura de trabajo más baja, o la estructura se diseñará de manera que los esfuerzos que se presenten en las zonas críticas sean suficientemente bajos para evitar la propagación de las grietas que caracterizan las fallas frágiles. No se presenta aviso previo antes de la falla. Se presenta colapso por falla instantánea a compresión en el concreto ( f= 0.7) Falla dúctil. La falla se presenta con excesiva deformación debido a la deformación por fluencia del acero, especialmente en vigas ( f = 0.9).
