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1 ITE.- “A toda acción corresponde una reacción igual y de sentido contrario” es: - Ley de Navier - Hipótesis de Rigidez - Postulado fundamental de la resistencia de materiales - Es la 3 ley de Newton - Cómo obtengo gráficamente la resultante, en un sistema de 10 fuerzas concurrentes - Con el polígono funcionar - Con el polígono de fuerzas- - Con el método de paralelogramo ¿Qué efecto provoca un par de fuerzas sobre un cuerpo? - Ningún efecto - Una Traslación - Una Rotación - ¿Qué efecto provoca una fuerza sobre un cuerpo? - Una rotación - Una Traslación- - Ningún efecto ¿Por qué se utiliza la bifuerza? - Para trasladar una fuerza a un punto determinado - Para sumar partes de distinta rotación- - Para sumar fuerzas de distinta dirección y sentido La Estática estudia: - Las condiciones requeridas para verificar las deformaciones en los cuerpos - Las condiciones requeridas para lograr el equilibrio de los cuerpos- - Las condiciones requeridas para lograr el movimiento de los cuerpos Para dimensionar a flexión la incógnita es: - El momento de Inercia I - El área - El Módulo resistente Sx- En el esfuerzo de Flexión: - La fuerza actúa perpendicular al eje longitudinal y no coincide con la recta de acción de la reacción - - La fuerza actúa perpendicular al eje longitudinal y coincide con la recta de acción de la reacción - La fuerza actúa perpendicular a la sección transversal y coincide con la recta de acción de la reacción Las tensiones normales que se generan en flexión tienen una variación: - lineal - - uniforme Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 2 - parabólica Una ménsula requiere para ser un sistema isostático de un apoyo - Colineal - Móvil - Fijo - Empotrado- Un cuerpo tiene en el espacio: - 7 grados de libertad - 5 grados de libertad - 8 grados de libertad - 6 grados de libertad- Si la barra está vinculada sólo en un extremo, ¿qué tipo de vínculo debe colocarse para que el sistema sea isostático? - Un empotramiento - - Un apoyo fijo - Un apoyo móvil ¿Cómo se comporta un nudo articulado? - Como un empotramiento - Como un apoyo móvil - Como un apoyo fijo- ¿Qué movimientos permiten un apoyo fijo? - Traslación horizontal y vertical - Rotación- - Traslación horizontal “Las secciones planas antes de la deformación se mantienen planas luego de la misma” es - Es la 3 ley de Newton - Postulado fundamental de la resistencia de materiales - Hipótesis de Rigidez - Ley de Navier- ¿Qué diseño de sección es preferible para piezas sometidas a compresión? - Es indistinto - Lo más simétrico posible- - Lo más asimétrico posible El estado simple de tensión a flexión genera Seleccione una: - Curvatura de la pieza- - Corte - Alargamiento - Acortamiento Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 3 ¿Qué se entiende por fluencia? - Cuando el material se sigue deformando sin aumento de carga- - Cuando el material cesa en su deformación - Cuando el material se sigue deformando si se aumenta la carga A menor momento de inercia de la sección: - Menor resistencia a la flexión- - Mayor resistencia a la flexión - Menor módulo de elasticidad - Mayor módulo de elasticidad A menor módulo de elasticidad: - Mayor momento de inercia - Mayor alargamiento a la tracción - - Menor alargamiento a la tracción - Menor momento de inercia La ley de Hooke enuncia que: - Dentro del período elástico las tensiones son proporcionales a las deformaciones- - Dentro del período elástico las tensiones no son proporcionales a las deformaciones - Dentro del período plástico las tensiones son proporcionales a las deformaciones ¿Cuáles son los parámetros que se consideran en la rigidez de un elemento estructural sometido a flexión? - El módulo de Elasticidad del material y el módulo resistente de la sección - El módulo de Elasticidad del material y el área de la sección - El módulo de Elasticidad del material y la inercia de la sección- Los tensores son elementos que trabajan a - Flexión - Tracción- - Compresión - Corte ¿Qué elemento estructural NO trabaja a tracción? - El cable - El puntal- - El tensor En estructuras sustentadas por cables, para aumentar la rigidez del sistema - Disminuyo la carga muerta - Combino con estructuras neumáticas - Cambio los cables por Perfiles laminados - Aumento la carga muerta- Los sistemas neumáticos son: Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 4 - Aquellas que los cables cumplen la función de sostener los elementos rígidos - Aquellas que los cables cumplen la función principal de trasmitir las cargas - Membranas flexibles pretensadas a base de aire a presión- - Estructuras rigidizadas formando una red en dos direcciones ¿A qué tipo de sistema estructural corresponde esta imagen? - Sistemas suspendidos por cables - Membranas y redes de cables - Sistemas soportados por cables- Las cúpulas se generan por la rotación de un arco sobre su eje medio y, generalmente en la parte inferior, se dispone un anillo de: - Tracción para absorber los empujes horizontales en la base - - Compresión para absorber los empujes horizontales en la base - Compresión para absorber los empujes horizontales en la base - Flexión para absorber los empujes horizontales en la base Las bóvedas cilíndricas de simple curvatura, trabajan como una sucesión de arcos sobre una generatriz recta, y generan un empuje lateral que requiere: - Apoyos continuos a lo largo de su base- - Apoyos frontales - Apoyos discontinuos a lo largo de su base La esbeltez de una pieza relaciona: - La altura de la misma respecto de un porcentaje de lado menor de la sección transversal- - La altura de la misma respecto de un porcentaje de lado mayor de la sección transversal - La altura de la misma respecto del área de la sección transversal próximas Las cupulas tienen: - Anillo de compresión en su base y de tracción en su óculo - Anillo de compresión en su base y en su óculo - Anillo de tracción en su base y en su óculo - Anillo de tracción en su base y de compresión en su óculo- ¿Como clasificaría esta lámina? Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 5 - De doble curvatura del mismo sentido - De doble curvatura de sentido contrario - - De simple curvatura Si se comparan vigas con la misma luz y carga, pero diferente condición de vínculo, las vigas hiperestáticas son: - Menos rígidas que las isostáticas y en consecuencia se deforman menos - Más rígidas que las isostáticas y en consecuencia se deforman más - Más rígidas que las isostáticas y en consecuencia se deforman menos- En una viga simplemente apoyada con carga constante - Se van a generar esfuerzos de compresión arriba y de tracción abajo- - Se van a generar esfuerzos de compresión arriba y abajo - Se van a generar esfuerzos de tracción arriba y de compresión abajo - Se van a generar esfuerzos de tracción arriba y abajo La flecha es la máxima deformación que sufre una barra sometida a flexión. De las siguientes expresiones ¿cuál es correcta? - La flecha disminuye a menor Momento de Inercia de la sección - La flecha disminuye a mayor Momento de Inercia de la sección - - La flecha disminuye a menor Módulo de Elasticidad del material Se recomienda que las losas macizas de Hormigón armado, apoyadas sobre vigas, cubran luces de hasta: - 10m - 7m - 5m- Un entrepiso sin vigas esta solicitado a: - Compresión - Tracción - Flexión- Las piezas comprimidas requieren: Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 6 - Mayor sección que las traccionadas para evitar el esfuerzo de corte - Menor sección que las traccionadas para evitar el esfuerzo de corte - Mayor sección que las traccionadas para evitar elpandeo- - Menor sección que las traccionadas para evitar el pandeo En piezas comprimidas apareen tensiones de tracción cuando: - La excentricidad es igual a 1/6 del lado de la sección - La excentricidad es mayor a 1/6 del lado de la sección- - La excentricidad es menor a 1/6 del lado de la sección - La carga car en el baricentro de la pieza Porqué es importante, para materiales que solo pueden soportar esfuerzos de compresión, que la carga esté aplicada dentro o en el borde del núcleo central: - Porque las tensiones a las que esté sometida la sección serán de compresión- - Porque las tensiones a las que esté sometida la sección serán nulas - Porque las tensiones a las que esté sometida la sección serán de compresión y tracción Los mampuestos son elementos que trabajan a: - Tracción - Compresión- - Flexión - Corte La catenaria es: - La forma que adopta naturalmente un mampuesto a compresión (pandeo) - La forma que adopta el diagrama de corte. - La forma que adopta naturalmente una cercha bajo esfuerzos puntuales - La forma que adopta naturalmente un cable colgante sometido a su propio peso- ¿Qué relación existe entre el área y la tensión de falla del material a tracción? - A menor tensión de falla, menor área - A mayor tensión de falla, mayor área - A mayor tensión de falla, menor área- Los sistemas neumáticos son: Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 7 - Estructuras rigidizadas formando una red en dos direcciones - Aquellas que los cables cumplen la función principal de trasmitir las cargas - Membranas flexibles pretensadas a base de aire a presión- - Aquellas que los cables cumplen la función de sostener los elementos rígidos Los cables son elementos que trabajan a: - Tracción- - Corte - Flexión C - Compresión ¿A qué tipo de sistema estructural corresponde esta imagen? - Sistemas soportados por cables - Sistemas suspendidos por cables - Membranas y redes de cables- ¿A qué tipo de sistema estructural corresponde esta imagen? - Sistemas suspendidos por cables- - Sistemas soportados por cables - Membranas y redes de cables Un material elástico es el que: Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 8 - No Vuelve a su forma primitiva al cesar la fuerza que lo deforma - Difiere en su comportamiento resistente según la dirección de la fibra - No difiere en su comportamiento resistente según la dirección de la fibra - Vuelve a su forma primitiva al cesar la fuerza que lo deforma- El acero es un material: - Anisótropo | Frágil | Heterogéneo | Natural - Anisótropo | Dúctil | Heterogéneo | artificial - Isótropo | Dúctil | Homogéneo | artificial- - Anisótropo | Dúctil | Homogéneo | artificial La madera es un material: - Isótropo | Frágil | Heterogéneo | artificial - Anisótropo | Dúctil | Heterogéneo | artificial - Isótropo | Dúctil | Homogéneo | natural - Anisótropo | Frágil | Heterogéneo | Natural- A mayor inercia: - Mayor resistencia a la flexión- - Mayor módulo de elasticidad - Menor resistencia a la flexión - Menor módulo de elasticidad El estado simple de tensión a tracción genera: - acortamiento - alargamiento- - corte - giro de la Sección Normal Un par aplicado perpendicular a la Sección Normal genera un esfuerzo de: - Torsión - Esfuerzo axil - Flexión- - Corte El estado simple de tensión a compresión genera: - alargamiento - giro de la Sección Normal - corte - acortamiento- ¿Qué diseño de sección es preferible para piezas sometidas a compresión? - Lo más simétrico posible- - Es indistinto - Lo más asimétrico posible Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 9 ¿En flexión, hay formas de la sección normal más convenientes? - Si, lo más simétrica posible - No, se puede utilizar cualquier forma - Si, donde el material esté distribuido lo más alejado del eje baricéntrico- ¿Qué tipo de tensiones genera la compresión? - Tensiones Tangenciales, con distribución variable - Tensiones normales, con distribución lineal - Tensiones normales, con distribución uniforme - ¿Qué esfuerzo provoca una fuerza, actuando perpendicular a la sección transversal, y aplicada en el baricentro de la misma? - Tracción- - Torsión - Flexión Una fuerza aplicada paralela a la Sección Normal genera un esfuerzo de: - Esfuerzo axil - Flexión - Corte- - Torsión ¿Qué movimientos restringe un empotramiento en el plano? - Traslación horizontal y vertical - Traslación vertical y rotación - Rotación, traslación vertical y horizontal- Son vínculos externos: - Articulación fija, empotramiento y apoyo móvil - - Apoyo o articulación móvil, articulación fija y nudo empotrado - Nudo articulado, empotramiento y apoyo fijo Si las condiciones de vínculos son iguales a los grados de libertad, el sistema es: - Hipostático - Hiperestático - Isostático- ¿Qué tipo de reacciones de vínculo genera un apoyo fijo? - Un par y una fuerza horizontal - Una fuerza inclinada, descompuesta en una vertical y otra horizontal - Una fuerza vertical y un par ¿Qué relación es correcta? - A mayor esbeltez, mayor riesgo de pandeo, menor área de la sección- - A mayor esbeltez, mayor riesgo de pandeo, mayor área de la sección Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 10 - A menor esbeltez, menor riesgo de pandeo, mayor área de la sección En el esfuerzo de compresión: - Los pares actúan perpendicular a la sección y tienden a juntar dos secciones próximas - Las fuerzas actúan perpendicular a la sección y tienden a separar las secciones próximas - Las fuerzas actúan perpendicular a la sección y tienden a juntar dos secciones próximas- Las laminas son estructuras delgadas que resisten por: - Forma y tienen rigidez a la compresión - Forma y tienen rigidez a la tracción y compresión- - Forma y tienen rigidez a la tracción, compresión y flexión En un arco a mayor peralte (inclinación del arco): - Mayor compresión - Mayor empuje lateral - Mayor deformación - Menor empuje lateral- ¿Qué movimientos restringe la articulación móvil? - Desplazamiento perpendicular a la dirección de la barra- - Desplazamiento paralelo a la dirección de la barra - Rotación Si las condiciones de vínculos son mayores a los grados de libertad, el sistema es: - Hiperestático- - Isostático - Hipostático Una chapa tiene en el plano: - 4 grados de libertad - 1 grado de libertad - 2 grados de libertad - 3 grados de libertad- La unidad en la que se mide la tensión es: - KN/cm - KN - KN/cm2- ¿El esfuerzo de tracción, requiere de una forma de sección determinada? - Si, que sea lo más simétrica posible - Si, donde el material este distribuido lo mas alejado del eje baricentrico - No, cualquier forma de sección- Un par aplicado paralelo a la Sección Normal genera un esfuerzo de: Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 11 - Esfuerzo axil - Flexión - Torsión- - Corte En una viga simplemente apoyada con carga constante: - Se van a generar esfuerzos de compresión arriba y de tracción abajo- - Se van a generar esfuerzos de tracción arriba y de compresión abajo - Se van a generar esfuerzos de compresión arriba y abajo - Se van a generar esfuerzos de tracción arriba y abajo Una viga simplemente apoyada, sometida a una carga vertical está solicitada a: - Flexión, compresión y tracción - Flexión, compresión y corte - Flexión y corte- En el esfuerzo de Flexión: - La fuerza actúa perpendicular al eje longitudinal y coincide con la recta de acción de la reacción - La fuerza actúa perpendicular a la sección transversal y coincide con la recta de acción de la reacción - La fuerza actúa perpendicular al eje longitudinal y no coincide con la recta de acción de la reacción - En flexión, los espesores de las losas dependen principalmente de:- De ninguno de los otros dos - La carga que tienen que soportar - La luz que tienen que cubrir entre apoyos- ¿Qué elemento estructural trabaja a flexión? - El tensor - El puntal - La viga- Un arco a compresión se asemeja a: - Paraboloide hiperbólico - Un anti funicular de cargas- - Un funicular de cargas - A un medio circulo Las bóvedas requieren: - Apoyos corridos- - Platea de fundación - De tensores diagonales - Cruces de San Andrés Un material plástico es el que: - Difiere en su comportamiento resistente según la dirección de la fibra Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 12 - No difiere en su comportamiento resistente según la dirección de la fibra - No vuelve a su forma primitiva al cesar la fuerza que lo deforma- - Vuelve a su forma primitiva al cesar la fuerza que lo deforma ¿Cuáles son los parámetros que se consideran en la rigidez de un elemento estructural sometido a flexión? - El modulo de Elasticidad del material y la inercia de la sección- - El modulo de Elasticidad del material y el área de la sección - El modulo de Elasticidad del material y el modulo resistente de la sección ¿Que representa el módulo de Elasticidad E? - La resistencia que opone un material a la deformación- - La facilidad que presenta un material a la deformación - La resistencia que opone un material a la rotura A mayor módulo de elasticidad: - Mayor alargamiento de la tracción - Menor momento de inercia - Mayor momento de inercia - Menor alargamiento de tracción - A menor módulo de elasticidad: - Mayor alargamiento de la tracción- - Menor momento de inercia - Menor alargamiento de la tracción - Mayor momento de la inercia ¿Qué elemento estructural NO trabaja a compresión? - El arco - El tensor- - El puntal ¿Como clasificaría esta lamina? - De simple curvatura - De doble curvatura de sentido contrario - De doble curvatura del mismo sentido- Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 13 La flecha es la máxima deformación que sufre una barra sometida a flexión. De las siguientes expresiones ¿cuál es correcta? - La flecha disminuye a menor Momento de Inercia de la sección - La flecha disminuye a mayor Momento de Inercia de la sección- - La flecha disminuye a menor Módulo de Elasticidad del material La flecha de una viga solicitada a flexión es: - La distancia entre los apoyos - La distancia entre el baricentro de la pieza antes y después de deformarse- - La altura de la sección - El ancho de la sección Si las condiciones de los vínculos son menores a los grados de libertad, el sistema es: - Hiperestático - Hipostático- - Isostático La tensión a la que esta sometida una barra de acero, debida a una fuerza P, disminuye si: - Se aumenta el área de la sección- - Se disminuye el área de la sección - En cualquiera de las dos situaciones Qué tipo de sistema primario se utilizó para sostener la pasarela que se ve en esta imagen: - Redes y membranas - Estructuras neumáticas- - Estructuras suspendidas por cables En el comportamiento del cable: - A mayor flecha, menor empuje horizontal- - A menor flecha, menor empuje horizontal - A mayor flecha, mayor empuje horizontal Al obtener gráficamente la equilibrante de un sistema de fuerzas concurrentes, ¿qué datos se necesita colocar para poder verificar el resultado? - Intensidad de la fuerza, ángulo, punto de aplicación y distancia a un punto Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 14 - Intensidad de la fuerza y ángulo - - Intensidad de la fuerza, ángulo y punto de aplicación La resultante de un sistema de fuerza es: - Una única fuerza que reemplaza al sistema de fuerzas y lo equilibra - Una única fuerza que reemplaza al sistema de fuerzas - Una única fuerza que reemplaza al sistema de fuerzas y provoca el mismo efecto- En qué unidad se analiza la carga sobre una losa: - En KN/m3 - En KN/m2- - En KN/m Una estructura se define como indiferenciada cuando la función estructural es: - Asumida por una parte diferente a las envolventes de cerramiento - Compartida con las envolventes y actuando además de cerramiento- El peso total de un elemento estructural en KN se obtiene multiplicando: - Peso específico del material x área del elemento - Peso específico del material x espesor del elemento - Peso específico del material x volumen del elemento- Que elementos estructurales transmiten cargas distribuidas linealmente: - Las columnas - Las losas - Las vigas- Que elementos estructurales transmiten cargas concentradas: - Las vigas - - Los tensores - Las bases Las secciones a compresión es conveniente que sean: - Rectangulares - De inercias parecidas respecto a ambos ejes- - De inercias diferentes respecto a ambos ejes - Que sea una sección compacta Un material isótropo es el que: - Difiere en su comportamiento resistente según la dirección de la fibra - No vuelve a su forma primitiva al cesar la fuerza que lo deforma - No difiere en su comportamiento resistente según la dirección de la fibra- - Vuelve a su forma primitiva al cesar la fuerza que lo deforma Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 15 CLASE N°1: INTRODUCCIÓN A LA PROBLEMÁTICA Todo elemento tiene una estructura que le da forma y le permite interactuar con su entorno. Esta alberga, contiene, delimita, sostiene y protege. El hombre se inspiró en la naturaleza para desarrollar las estructuras artificiales, las cuales son diseños óptimos. La relación Arq.- estructura es una necesidad que no puede ser ignorada. La estructura forma parte del planteo arquitectónico y debe valer por si misma y servir a la obra de arquitectura. Las estructuras evolucionaron de acuerdo a: -Las necesidades del habitar humano. -La disponibilidad de materiales y técnicas. -Las posibilidades económicas. -La estética de cada época y lugar. -La identidad del pueblo. Requisitos resistentes de una estructura: -Estabilidad (que no se caiga): capacidad de una estructura de mantener el equilibrio estático estable. -Resistencia (que no se rompa): capacidad de una estructura de resistir las fuerzas aplicadas sin romperse. -Rigidez (que mantenga su forma): capacidad de una estructura de no deformarse enormemente. -Durabilidad (que perdure): capacidad de una estructura re mantener su forma a lo largo del tiempo. Arquitecto : da respuesta especial a los requerimientos que surgen del desarrollo de las actividades humanas y requiere de conocimientos científicos para moverse con agilidad. En el campo estructural el arquitecto debe: -conocer las posibilidades que ofrecen los materiales. -conocer el fenómeno tensional de los tipos estructurales. -saber formas y dimensiones. -conocer el proceso de ejecución. -conocer las formas de trabajo, deformación y rotura de estructuras. La concepción estructural reside en la intuición. Esta es una intuición inteligente que responde a la lógica y se refuerza en la experiencia y la comprobación física y matemática. Estructura : conjunto tridimensional de elementos materiales organizados y vinculados que interaccionan entre si con el fin de transmitir cargas y soportarlas de manera estable manteniendo su forma. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 16 El conjunto es un sistema estructural que estudia la organización entre elementos. Las partes son elementos estructurales que estudian la forma y posición de cada uno. Los elementos estructurales conforman una unidad que salvan luces, soportan y transmiten cargas. -Losas: salvan luces y transmiten cargas. - Vigas: salvan luces y transmiten cargas. -Columnas: soportan y transmiten cargas. - Bases: soportan y transmiten cargas. Clasificación de los elementos Según su morfología: -Elementos lineales: son aquellos en los que predominala dimensión de la longitud (cables, columnas, vigas, arcos, etc.). -Elementos superficiales: son aquellos en los que 2 de sus dimensionas predominan sobre la tercera (placas, bóvedas, membranas, etc.). Sistemas estructurales Los edificios evolucionaron a lo largo de la historia desde las construcciones de palos, adobe o piedra hasta aquellas de hormigón, acero y vidrio. Lo que es constante es la presencia de formas y sistemas estructurales capaces de enfrentar la gravedad, el viento, los sismos, etc. Los sistemas de muros de adobe, piedra y albañilería funcionan como cerramiento y expresan la forma de la arquitectura. Son sistemas compactos. A partir de la Revolución Industrial, la función estructural es asumida por una parte distinta y esta es llamada Estructura independiente. Las partes se ensamblan conformando una trama lineal, superficial o volumétrica. Son sistemas de armazón. Otro tipo estructural lo componen los sistemas laminares, donde la superficie define el espacio y es el camino de trasmisión de las cargas. Las Estructuras Arquitectónicas son aquellas que combinan forma y espacio de forma coherente. Hay tres formas por los cuales el sistema estructural puede relacionarse con la forma del proyecto: 1. Exponer el sistema estructural: esto aplica en estructuras independientes de su cerramiento y en aquellas donde la función estructural es asumida por partes de la envolvente. 2. Ocultar la estructura: acá el sistema estructural queda oculto por el revestimiento exterior y la cubierta del edificio. Algunas razones para ocultarla pueden ser contextuales. 3. Enfatizar la estructura: se saca partido del sistema estructural como una característica de diseño, enfatizando en la forma y el material de la estructura. Este tipo de estructuras se convierten en íconos. CLSE N° 2: CARGAS Estudio de las cargas El origen, la forma de aplicación y la magnitud de las cargas varían según: -La función del edificio o el destino de los locales. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 17 -Los materiales con que están construidos. -El lugar de emplazamiento. Las cargas se clasifican según: SU ORIGEN: -Gravedad: fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre los cuerpos y que actúa a lo largo de una línea que une el cuerpo con el centro de la tierra. Esta fuerza tiene una carga muerta (permanente), es estática (no sufre cambios o lo hace de manera muy lenta) y es en dirección vertical hacia abajo. Se representa a través del peso (KN). Volumen x Peso específico: -Volumen: m3 -Peso específico: KN/m3 Peso propio Peso de personas Peso de nieve Peso de la tierra Peso líquido Carga muerta estática Carga viva estática Carga viva estática Carga muerta estática Carga muerta estática Dirección vertical Dirección vertical Dirección vertical Dirección vertical, empuje lateral Dirección vertical (hacia abajo y arriba) empuje lateral -Viento: acción que produce el aire en movimiento sobre los edificios. Su magnitud y dirección varían y es difícil de predecir. Su empuje es horizontal, tiene una carga viva y dinámica y los factores que lo condicionan son la velocidad, el entorno y la forma del edificio. -Sismo: es un fenómeno de sacudida generada por la liberación de energía acumulada. Normalmente se producen por fallas geológicas. La tierra puede rebotar y moverse para ambos lados. Su empuje es horizontal y tiene una carga viva y dinámica. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 18 -Deformación impuesta: • Asentamientos : pueden aparecer cargas debido a las deformaciones del suelo. El elemento soporta una carga diferente a la que fue proyectada. • Cambios de temperatura : cuando la temperatura varía, la viga se alarga y contrae. Al estar unida a los dos cuerpos, los empuja o tira de ellos produciendo cargas. SU TIEMPO DE APLICACIÓN: -Muertas o permanentes: estas no varían. Son el peso propio (elementos estructurales, cerramientos, tierra y líquidos). -Vivas o sobrecargadas: pueden cambiar. Personas, equipamientos, instalaciones, la nieve, el viento o el sismo. -Accidentales: impactos o explosiones. SU UBICACIÓN EN EL ESPACIO: -Concentradas: son las cargas que actúan sobre una superficie pequeña con respecto a la superficie total. Columnas, tensores, puntales y barras de reticulados. -Distribuidas: son aquellas que actúan sobre una superficie o a lo largo de un elemento estructural. CLASE N°3: FUERZAS Y SISTEMAS DE FUERZAS La estática estudia el equilibrio de los cuerpos. Tiene 4 hipótesis: 1.Hipótesis de Rigidez: los cuerpos son rígidos ideales, o sea no tienen en cuenta las deformaciones de los materiales. 2.Translación de una fuerza sobre su recta de acción: el efecto de una fuerza no varía. 3.Principio de suposición de efectos: el resultado de una fuerza tiene el mismo efecto que la suma de dos fuerzas. 4.Principio de acción y reacción: toda fuerza (acción) origina otra fuerza igual y de sentido contrario (reacción). Fuerza : causa exterior que modifica el estado de reposo o movimiento de un cuerpo. El efecto mecánico que produce es la traslación. La fuerza es un vector (segmento orientado). Parámetros: · Intensidad de fuerza · Dirección (ángulo) · Sentido (intensidad + dirección) · Recta de acción · Punto de aplicación Par de fuerzas : dos fuerzas de igual intensidad en sentido contrario, paralelas entre sí, pero separadas por cierta distancia. El efecto mecánico que produce es la rotación. Si la rotación va en sentido de las agujas del reloj tiene valor negativo, si va para el otro lado es positivo. Parámetros: · M (KNm) = P (KN) . d (m) Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 19 Bifuerza : dos fuerzas que son iguales en intensidad, de sentido contrario, pero que están en la misma recta de acción. El efecto mecánico que producen es ninguno. Se usa para trasladar una fuerza. Sistemas de fuerzas: -Igual recta de acción: • Colineales (misma recta de acción). -Diferente recta de acción: • Concurrentes (las acciones concurren al mismo punto). • Paralelas (las acciones son paralelas) • No concurrentes (sus acciones no van a ningún punto). Los sistemas de fuerzas deben resolver 2 problemas: • Equivalencia : reemplazar un sistema de fuerzas por una única fuerza que provoque el mismo efecto mecánico. Resultante R. • Equilibrio : hallar una única fuerza que equilibre el sistema. Equilibrante E. Métodos para la resolución del sistema de fuerzas: -Principio de paralelogramo: escala fuerzas: __ KN/cm -Polígono de fuerzas: escala fuerzas: __ KN/cm -Polígono funicular: escala fuerzas: __ KN/cm escala longitud: __ m/cm Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 20 CLASE N° 4: VÍNCULOS Movimiento de un cuerpo en el espacio : -Movimientos o grados de libertado: los grados de libertad son las posibilidades de movimiento a los que están sometidos los cuerpos. Un cuerpo en el espacio tiene 6 grados de libertad, 3 de traslación y 3 de rotación. Movimiento de una figura en el plano : una figura en el plano tiene 3 grados de libertad, 2 de traslación y 1 rotación. Para el estudio de un elemento en el espacio a un sistema bidireccional se necesita de un plano representativo llamado chapa, este es el plano de simetría de una estructura en donde actúan las resultantes de las fuerzas. Estos movimientos son provocados por las acciones. Se transmiten como cargas entre los elementos estructurales. Las fuerzas se transmiten entre los elementos estructurales por medio del principio de acción y reacción logrando el equilibrio estático. Estos movimientos se restringen por medio del vínculo. El vínculo es todo aquello capaz de impedir el movimiento libre de un cuerpo, obligándolo a mantenerse fijo o recorrer ciertas rectas o curvas. Tipos de vínculos: -Externos o apoyos:relacionan elementos estructurales de diferentes características (losa-viga viga-columna columna-base). 1. Apoyo articulado móvil: impide 1 movimiento e impone una condición de vínculo. 2. Apoyo articulado fijo: impide 2 movimientos e impone 2 condiciones de vínculo. 3. Empotramiento: impide 3 movimientos e impone 3 condiciones de vínculo. -Internos o nudos: relacionan elementos estructurales de características similares (nudos de pórticos y de reticulados). 1. Nudo articulado: se comporta como un apoyo fijo e impone 2 condiciones de vínculo. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 21 2. Nudo rígido: se comporta como un empotramiento e impone 3 condiciones de vínculo. CLASE N° 5: TENSIONES Y DEFORMACIONES La resistencia de materiales es otra ciencia y una de las hipótesis principales es que los cuerpos se deforman y dicha deformación depende del material. La deformación debe ser leve y el objeto no debe romperse. El elemento estructural está sometido a diferentes acciones y fuerzas y la sección donde hace efecto esa fuerza es en la sección transversal. Planos donde actúan los sistemas de fuerzas respecto de la sección transversal: -Eje longitudinal. -Eje perpendicular. -Eje paralelo. Efectos de los sistemas de fuerzas respecto de la sección transversal: -Tracción (alargamiento): las secciones se alejan. -Compresión (acortamiento): las secciones se acercan. -Flexión (se curva): cuando el eje se curva hacia abajo las secciones arriba se acercan y abajo se alejan, cuando el eje se curva hacia atrás, las secciones adelante se acercan y atrás se alejan. -Corte (corte vertical u horizontal): las secciones se deslizan en una u otra dirección. -Torsión (el eje se tuerce): las secciones giran sobre su eje. Cuando el material transfiere esas cargas se deforma. Estas deformaciones pueden observarse y medirse por medio de la experiencia. Cuando se deforma una estructura, también se deforma su material. Los enlaces se resisten a ser deformados, el material genera fuerzas internas para evitar romperse (equilibrio molecular). Ley de Navier : las secciones planas se mantienen planas luego de la deformación. La fuerza se transmite a todas las superficies a través del contacto hasta equilibrarlo con la reacción externa. El material al que se le transmite la fuerza hace algo para resistirla. El equilibrio elástico o interno se logra cuando las fuerzas interiores generadas en el material son capaces de equilibrar a las fuerzas exteriores. Cuando se aplica una fuerza a un cuerpo, las deformaciones dependen de la tensión. Esta es la cantidad de fuerza que actúa por unidad de área. Tensión (f) : esfuerzo unitario. Su valor representa cuan concentrada está la fuerza P en el área A. Las fuerzas externas que actúan en la sección transversal generan un esfuerzo, que provoca tensiones y eso conlleva a una deformación. Hay 2 tipos de tensiones (normales o tangenciales) que además pueden variar en su distribución de un área a otra. Estas tensiones generan diferentes deformaciones y por lo tanto diferentes resistencias del material. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 22 Estados de tensión simples o básicos: -Estados simples: · Provocados por fuerzas: Tracción Compresión Corte Tensiones normales normales tangenciales Distribución uniforme uniforme variable, no uniforme Materiales acero, madera, hormigón armado y combinaciones piedra, mampostería, hormigón armado, acero y madera Elementos tensores, barras, telas, cables, etc. columnas, paredes, barras, arcos, etc. Provocados por pares: Flexión Torsión Tensiones normales tangenciales Variación lineal lineal, no uniforme. Materiales acero, madera, hormigón armado. Elementos vigas, losas, bases, etc. Tensión unitaria= esfuerzo/ característica de la sección. CLASE N° 6: MATERIALES Y FORMAS ESTRUCTURALES Materiales Estructurales -Materiales: • Mampuestas. • Madera. • Acero. · Hormigón estructural. -Condiciones: • Resistencia. • Durabilidad. · Fácil de trabajar. • Economía. -Propiedades: · Físicas, químicas, térmicas, acústicas. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 23 • Mecánicas . • Tecnológicas. Materiales: -Mampuestos : pueden estar constituidos por piezas de adobe, ladrillo común, ladrillo cerámico o bloques. La mampostería no es capaz de soportar la tracción. Es un material relativamente homogéneo, puede tener un comportamiento isótropo/ anisótropo, y es frágil. -Madera : es un material natural. Las piezas que se generan son macizas o huecas, prismáticas y simples o compuestas. La unión en la construcción se hace con encastres, encolado, clavado o abulonado. Este material es heterogéneo porque al ser natural puede presentar determinados efectos que generen una falta de resistencia. Además, es anisótropo y frágil. -Acero: es un material industrializado por lo que garantiza una cierta calidad. Este puede realizarse en piezas estandarizadas. Tienen diferentes formas y el tipo de unión puede ser a través de remaches, abulones y soldaduras. Es un material homogéneo, isótopo y dúctil. -Hormigón: es un material que se fabrica en obra, se traslada en lo que sea y se le da la forma que uno quiera. Es un material artificial, puede ser artesanal o industrializado, puede estar hecho de piezas moldeadas dentro de ciertas reglas (hormigón pretendido). Su proceso es húmedo y se necesita de diferentes estados del hormigón para darla la forma y resistencia justa. Es un material heterogéneo, anisótropo y es frágil. Propiedades mecánicas: Los materiales se ensayan para determinar sus propiedades mecánicas. El ensayo de tracción es uno de los más importantes para determinar las propiedades mecánicas. -Elasticidad: capacidad de volver a la forma primitiva que tenía el material luego de sacarle la carga que lo deformó. -Plasticidad: al sacarle la fuerza el material ya queda deformado y no recupera su forma original. Los materiales tienen un comportamiento elasto- plástico: no vuelve a su forma original y mantiene una pequeña deformación. En el comportamiento elástico la variación es lineal y hay una proporcionalidad entre la fuerza aplicada y el alargamiento sufrido. En el comportamiento lineal hay una proporcionalidad entre tensiones y deformaciones. Ley de Hook : él decía que dentro del periodo elástico las tensiones son proporcionales a las deformaciones. -Resistencia: capacidad que tiene el material de soportar las cargas sin colapsar. La fluencia es el aumento de deformación sin incrementar la tensión. -Ductilidad: capacidad de aceptar una deformación considerable antes de la rotura. -Fragilidad: es llegar a la rotura aceptando poca deformación. -Rigidez: es la capacidad que tiene el material de oponerse a la deformación. E es el módulo de elasticidad longitudinal o módulo de young. Este módulo me dice que tan rígido es x material. E se mide en KN/cm3. -Tracción: es la capacidad de alargarse. -Compresión: toda la sección resiste y se deforma de forma uniforme. Cuanto mayor el área es menor va a ser la deformación y mayor la resistencia. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 24 -Flexión: depende de la posición del elemento según como actúen las cargas. Propiedades geométricas 1.Momento de inercia: refleja la distribución de masa de un cuerpo respecto de la posición de un eje de rotación. En resistencia de materiales el momento de inercia representa la resistencia de la sección a la deformación por flexión. Conclusión: mayor momento de inercia, mayor resistencia a la deformación por flexión. 2.Modulo resistencia elástico: representa la resistencia de la sección a la flexión. Conclusión: mayor modulo resistente, mayor resistencia la flexión. CLASE Nº 7: ESTRUCTURAS DE TRACCION Tracción : cuanto mayor es la elasticidadmenor va a ser su alargamiento. Las tensiones que sufre una pieza van a ser iguales en cada una de sus fibras. Causa: 2 fuerzas iguales o divergentes que actúan sobre un mismo eje perpendicular a la sección transversal. Efecto: alargamiento en la dirección de la carga. Los elementos que están sometidos a tracción pura son : -El tensor: puede tener transversalmente cualquier forma, las formas más convenientes son una barra maciza o una hueca. El tensor aparece por ejemplo en una estructura triangular, se le coloca una barra al medio para que el triángulo no se abra y esa barra genera tracción. Materiales: acero, hormigón y aluminio. -El cable: por ser un elemento flexible, delgado y de poco peso no es un elemento que pueda soportar la compresión. Materiales: fibra vegetal. soga, cadenas, cables y cordones. Ventajas: es flexible, resiste la tracción y no se estira demasiado. Desventajas: requiere apoyos importantes. Comportamiento del cable: si le pongo una fuerza en el medio el cable se deformará mucho. A esa fuerza la puedo descompensar en dos partes, haciendo un polígono y obtendré la fuerza resultante. Dependiendo en donde se apliquen las fuerzas el cable adopta cierta forma y esta forma es funicular. El descenso que experimenta el cable se llama flecha. La curva se llama catenaria. Cuando el cable está sometido a una carga no uniformemente distribuida la curva funicular se llama parábola. Estructuras de tracción pura: 1.Sistemas que están soportados por cables: son cables que cumplen la función de sostener los elementos rígidos que son los que resisten las cargas. 2.Sistemas que están suspendidas de cables: son aquellas en las que los cables transmiten las cargas actuantes sobre las cubiertas a las estructuras de borde. El problema de esto es que el viento puede invertir la forma. Para rigidizar el sistema se puede aumentar la carga muerta y rigidizarlo mediante la tensión previa. 3.Membranas textiles y redes de cables: esta implica formar una red de cables en dos direcciones, de curvas opuestas con apariencia de grilla. Este sistema tiene puntos altos y puntos bajos. Estructuras neumáticas : son membranas flexibles pretensadas a base de aire a presión, rigidizadas por cables que desarrollan esfuerzos de tracción por lo tanto constituyen una estructura muy ligera. Estas estructuras pueden estar infladas por aire o sustentadas por aire. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 25 Elementos constitutivos: -Membrana estructural. -Medios para soportar la membrana. -Medios de anclaje al suelo. -Medios de entrada y salida. CLASE Nº 8: ESTRUCTURAS DE COMPRESION DOMINANTE Estructuras sometidas a compresión dominante Compresión : estado de tensión en donde las partículas se juntan. Las piezas comprimidas necesitan mayor área que las traccionadas para evitar el efecto de pandeo. Causa: dos fuerzas iguales y convergentes actuando sobre un mismo eje perpendicular a la sección transversal. Efecto: acortamiento en dirección de la carga. Elementos que están sometidos a compresión dominante : -El pilar (mampostería): el núcleo central sirve para saber si la pieza está siendo sometida a compresión. Situaciones: a. Cuando el esfuerzo es baricéntrico hay tensiones uniformes de compresión. b. Cuando el esfuerzo se desplaza del baricentro hay una variación trapecial de las tensiones. c. Si la excentricidad es igual a 1/6 del lado de la sección hay variación triangular de las tensiones. d. Si la excentricidad es mayo a 1/6 del lado de la sección aparecen tensiones de tracción. -La columna: está sometida a flexo compresión. La columna tiene secciones más chicas que el pilar. Cuanto mayor es la inercia, mayor es el radio de giro, cuanto mayor es el radio de giro, menor es la rigidez y mayor va a ser el pandeo. -El arco: un cable adopta la forma del funicular de cargas, si lo invertimos, cambiando el material y tipo de apoyo, obtenemos un arco. Este no puede cambiar su forma frente a la acción de las cargas vivas. Para que trabaje a compresión dominante el arco debe tener la forma del anti- funicular de cargas permanentes. De esta manera estaría sometido a compresión por las cargas muertas y flexión por las vivas. Son estructuras que siempre están sometidos a compresión. La estructura debe tener rigidez transversal porque se puede pandear. A menor peralte (inclinación del arco) mayor empuje lateral y más amplitud en su apoyo. Cubiertas de compresión dominante: -Bóveda: estructura tridimensional de forma curva que transmite esfuerzos de compresión a los soportes. Hay 2 tipos de bóvedas: 1. Las cilíndricas (simple curvatura): trabaja como una sucesión de arcos. El empuje lateral requiere de apoyos continuos. En un primer momento los apoyos eran muros gruesos romanos, luego fueron contrafuertes románicos, más tarde arbotantes góticos y hoy en día tienen tirantes metálicos. 2. Las cúpulas (doble curvatura): se genera por la rotación de un arco sobre su eje medio. Los empujes horizontales en las bases son radiales y deben ser anulados por anillos de tracción o por una masa que rodee Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 26 la cúpula para evitar que se abra en los apoyos. El anillo de compresión es el superior y se disponen para que el arco no termine en un punto y esto genera infinitas tensiones. El anillo de tracción es el inferior y esta tracción es producto de la componente horizontal del empuje en el estribo. CLASE N° 9: ESTRUCTURAS SOMETIDAS A FLEXIÓN Flexión : se produce cuando no coinciden las rectas de acción de fuerzas y de las reacciones. Por esto aparecen cuplas que hacen rotar a cada sección de la pieza. Cusa: la fuerza actúa perpendicular al eje longitudinal y no coincide con la recta de acción de la reacción. Efecto: curvatura. Comportamiento interno : las tensiones de compresión y tracción actúan simultáneamente por lo que son normales y la distribución es lineal. El módulo resistente representa la resistencia que ofrece la sección a la flexión. Estructuras sometidas a flexión dominante: -La viga: • Elemento estructural a flexión: elemento estructural que cubre luces y transmite cargas. En la flexión las tensiones son normales y la distribución es lineal. En el corte las tensiones son tangenciales y la distribución es parabólica. • Elemento lineal a flexión: el módulo de elasticidad representa la rigidez del material ante los esfuerzos axiles y flectores. El momento de inercia representa la rigidez de una sección ante la deformación por flexión. Para disminuir la deformación por flexión en la viga se debe evitar la inestabilidad lateral por compresión. Clasificación: • Geometría de la sección : viga tubular, viga en I, viga en C, viga en cajón, viga rectangular. • Disposición del material : viga en celosía, viga alveolar, viga maciza. • Tipo de esfuerzo : viga con refuerzo convencional, viga con refuerzo pre- esforzado. Materiales: acero, madera y hormigón estructural Continuidad estructural: • Sistemas isostáticos: • Sistema hiperestático : al impedir el giro de los extremos de las vigas la curvatura en el centro se invierte. La continuidad entre tramos es más rígida y tengo mayor capacidad de carga, además, disminuye la deformación. Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 27 -Las Placas: • Losa : elemento superficial a flexión. Hay losas unidireccionales o bidireccionales. Las losas de hormigón pueden ser macizas, alivianadas, premoldeadas o nervaduras. • Entrepisos sin vigas : losas con apoyos lineales o losas con apoyos puntuales (entrepisos sin vigas). · Tabiques: elementos estructurales superficiales y frente a cargas horizontales (viento o cargas sísmicas) se comportan como ménsulas empotradas en la base. Se construyen en hormigón armado y se utilizan en edificios en altura. Puede tomar cargas horizontales y verticales y estásolicitado a flexo- compresión. -Emparrillado de vigas: se utilizan cuando se tienen que cubrir áreas de luz mayor a 10 mts., sin columnas y con un entrepiso plano. Es una estructura bidimensional trabajando a la flexión y corte, que está compuesta por una parrilla de vigas que tienen la misma altura. Comportamiento estructural: el esfuerzo principal es resistido por las vigas entrecruzadas y las losas son independientes, apoyando y descargando sobre las vigas. Sobre las vigas se disponen losas que funcionan como la tapa del emparrillado. -Pórticos: son estructuras formadas por barras horizontales y verticales unidas rígidamente en los nudos. Ante las deformaciones, los nudos giran, pero mantienen la posición relativa de sus ejes. CLASE N° 10: RETICULADOS PLANOS Estructuras reticuladas : son aquellas compuestas por barras rígidas, vinculadas entre sí por medio de nudos, conformando triángulos y que transmiten esfuerzos de tracción y compresión. Clasificación de los sistemas reticulados: -Reticulados de cordones paralelos -Armaduras o cerchas -Sistemas planos asimilables a arcos -Sistemas planos asimilables a formas aporticadas -Sistemas triangulados como estructuras verticales para edificios en altura. Reticulados planos: ventajas del sistema: · Gran resistencia a la acción de diferentes cargas en relación a su peso. · Salvan grandes luces entre los apoyos. · No necesita encofrados. Hipótesis de cálculo: Este archivo fue descargado de https://filadd.com � FI LA DD .CO M 28 · Los nudos se consideran articulados. · Las cargas se consideran actuando en los nudos. · Las fuerzas se descomponen internamente en dirección de las barras · Las barras están sometidas a compresión y tracción. Tipologías: -Vigas : • Viga Howe : las diagonales están sometidas a compresión mientras que los montantes están sometidos a tracción. • Viga Pratt : las diagonales, barras más largas, están sometidas a tracción mientras que las barras verticales, más cortas, están comprimidas (requieren mayor sección). • Viga Warren : las diagonales presentan compresión y tracción. Ventaja constructiva si las cargas son variables. -Cerchas o cabriadas: Materiales : madera, acero y aluminio -Barras: rígidas, de sección simple o compuesta, macizas o huecas. -Nudos: uniones clavadas, encastradas, con chapas conectoras, abulonadas, remachadas, soldadas, según los materiales utilizados. 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