METODO ELASTICO DE DISEÑO

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA DE LA COSTA, CUC

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

Método Elástico de Diseño, Método de la Resistencia Última. Pombo Campo Jorge Andrés. Profesor: Ingeniero Jorge Buzón

Grupo AD Agosto 26/ 2011.

METODO ELASTICO DE DISEÑO.




Este método se basa en los conceptos de teoría elástica, el cual se fundamenta en: 1. Las secciones planas antes de la flexión permanecen planas después de ella. 2. Las tensiones son proporcionales a las deformaciones, dependiendo de la distancia al eje neutro, a excepción de las vigas de gran altura y no deben soportar los valores de los valores admisibles. 3. La resistencia a la atracción del hormigón. 4. La adherencia perfecta entre el acero y el hormigón. (Sin deslizamientos) La aplicación de estas hipótesis para una sección rectangular (bxh) homogénea y elástica en equilibrio implicarían diagramas de deformaciones y esfuerzos según esquemas adjuntos:

En

donde

,

, expresión similar a la obtenida en la aplicación de la fórmula de flexión:

Esta fórmula nos permite diseñar (obtener bxh) en una sección homogénea y elástica a partir del momento actuante M, si se conoce el esfuerzo admisible o de trabajo f.

PREDISEÑO: Dentro de esta estimación se presenta dos criterios:  

Resistencia Flecha.

Los requerimientos de servicio tienden hacer los más críticos, por ello se recomienda usar el siguiente criterio: La flecha máxima de una viga semirrígida con cargas uniformes es: El momento interior resistente, igual al exterior actuante, será:

Puede establecerse la condición de flecha como un valor mínimo de inercia requerido para la viga




DISEÑO DE LA UNIÓN

Siendo f la condición de la flecha relativa Lb/f requerida para la viga. Además puede comprobarse que el perfil obtenido cumple con los requerimientos con:

Por la virtud de los métodos del prediseño, puede estimarse una geometría válida para los requerimientos (rigidez y resistencia). Es decisión del proyectista el grado de optimización al cual llegar en el diseño de la unión. Las comprobaciones previas simplifican el proceso de diseño, haciendo necesaria las iteraciones.

DISEÑO DE RESISTENCIA. Debido a que debe resistir al menos el momento óptimo de

.

ANÁLISIS ELÁSTICO Se define la rigidez de cada una de las uniones según la rigidez óptima, la cual debe ser introducida en el modelo estructural con los métodos equivalentes. Después de haber compuesto el modelo estructural, se realiza el análisis de la estructura. El valor máximo del momento flector, presente en cada una de las uniones para la envolvente de las combinaciones, expresa la resistencia mínima requerida en cada una de las uniones. Ambos requerimientos de las uniones (rigidez y resistencia) puede ser verificado para cada unión en cada punto. De este modo se asegura la existencia de una unión satisfactoria. Para esto se requieren métodos de prediseño de la unión. Si en algún caso no es satisfactorio, se requiere su inicio nuevamente.

Se realiza un ensayo de análisis elástico del pórtico, por lo que no se permite una formación de rótulas plásticas. El criterio resulta sencillo: La resistencia de la unión mayor que el presente en la unión

, ha de ser .




DISEÑO DE LA RIGIDEZ. Resulta difícil dar con precisión el valor requerido de la rigidez, por ello existen unos límites de intervalo las cuales modifican el comportamiento estructural en un valor inferior al 5%. Esta variación resulta difícil de cuantificar a partir del valor cuantitativo de la rigidez. El rango admitido es el correspondiente a una variación máxima es correspondiente a una variación máxima del índice de ± 0.5. El valor óptimo fue fijado en r ≈ 0.65. Por ello el rango de rigidez admisible es:

falla subsecuente, no pueden utilizarse las relaciones elásticas. El elemento se comporta en forma diferente cuando está sometido a cargas rápidas en comparación con cargas lentas o sostenidas y muestra una resistencia menor ante las segundas que ante las primarias. Para las construcciones corrientes, diversos tipos de carga son sostenidos y otras se aplican lentamente. Por esta razón, para calcular una magnitud confiable de la resistencia última, debe utilizarse la curva c de la siguiente figura, en lo que se refiere a la participación de concreto:

Si la rigidez obtenida para la unión cumple los límites señalados, es obvio que la unión resulta válida, y puede procederse a afinar el diseño de la misma, sino se debe volver a diseñar.

METODO DE LA RESISTENCIA ÚLTIMA. El parámetro de mayor importancia para el ingeniero diseñador, es la resistencia última, es decir, la carga máxima que la estructura puede soportar. La información relacionada con esfuerzos, deformaciones y cantidades similares sirve como una herramienta para determinar la capacidad portante. El comportamiento de la columna indica: En el rango esfuerzo–deformación unitaria elevada que precede a la resistencia última y la

Para el caso del acero, éste alcanza su resistencia última (en el pico de la curva) para deformaciones unitarias del orden de 0.08 (Forma de reforzamiento del acero). Por otro la do el concreto falla por aplastamiento para deformaciones unitarias mucho más bajas, y tal como se parecia en la figua anterior, alcanza su




resistencia última para deformaciones unitarias en el rago de 0.002 a 0.003. Debido a que las deformaciones unitarias en el acero y en el concreto son iguales para compresión axial, se puede calcular la carga para la cual el acero comienza a fluir utilizando la informacion de la figura anterior. Si se desprecia la pequeña curvatura antes de la fluencia del acero, es decir, si el acero se supone perfectamente elástoplastico, la deformación unitaria de fluencia será:

METODO ELASTICO DE DISEÑO

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