Tema 09 - Análisis estructural

Vista previa del material en texto

(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 1
^kžifpfp=bpqor`qro^i
OPENCOURSEWARE
INGENIERIA CIVIL
I.T. Obras Públicas / Ing. Caminos
iìáë=_~¥μå _ä•òèìÉò
mêçÑÉëçê=`çä~Äçê~Ççê
af`lmfr
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 2
 Conocer los criterios de idealización de la 
estructura para su correcto cálculo
 Definir los datos geométricos específicos a 
considerar en el cálculo
 Enumerar los diversos métodos de cálculo 
contemplados por la EHE
 Definir el concepto de Regiones B y D
 Introducir el método de bielas y tirantes
 Plantear las bases del ELU de Equilibrio
l_gbqfslp
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 3
1. Idealización de la estructura
2. Datos geométricos
3. Métodos de cálculo
4. Regiones B y regiones D
5. Método de bielas y tirantes
6. ELU de Equilibrio
`lkqbkfalp
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 4
 Idealización de la estructura [Art. 18]
Elaboración de un modelo matemático que reproduzca 
adecuadamente su comportamiento dominante
 Tipos de elementos estructurales:
NK=fab^ifw^`fþk=bpqor`qro^i
MODELO CRITERIOS EJEMPLOS
UNIDIMENSIONAL
1D
Tensiones normales 
predominantes en 
una dirección
(L > 2h)
‐ Vigas
‐ Pilares/soportes
‐ Forjados unidireccionales
‐ Pórticos
‐Muros
BIDIMENSIONAL
2D
Tensiones normales 
predominantes en dos 
direcciones ortogonales
‐ Placas
‐ Láminas
‐Membranas
TRIDIMENSIONAL
3D
Tensiones normales no 
predominantes en
ninguna dirección
‐ Discontinuidades (Regiones D)
‐ Nudos 
‐Macizos
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 5
 Luz libre
Distancia entre caras interiores de soportes o elementos
 Luz de cálculo [Art. 18.2.2] 
Distancia entre ejes de apoyos
En apoyos sobre elementos verticales de espesor e ≥ 2h, se 
tomará la luz libre + canto del elemento horizontal (dintel)
he
DINTEL
Luz libre
Luz de cálculo
e < 2h
h DINTEL
Luz libre
Luz de cálculo
e > 2h
h
e
OK=a^qlp=dblj°qof`lp
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 6
 Sección bruta [Art. 18.2.3.2]
Considera dimensiones reales de la pieza, sin deducir huecos de armaduras.
Se emplea en el cálculo global de la estructura
 Sección neta [Art. 18.2.3.3]
Deduciendo huecos de armaduras. Se emplea en hormigón pretensado
 Sección homogeneizada [Art. 18.2.3.4]
Empleando coeficientes de equivalencia entre módulos de deformación.
Utilizada en cálculo de secciones mixtas
 Sección fisurada [Art. 18.2.3.5]
Integrada por la zona comprimida del hormigón y las armaduras longitudinales 
homogeneizadas. Empleada en ELS de deformaciones y fisuración
OK=a^qlp=dblj°qof`lp
Bruta Neta Homogeneizada Fisurada
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 7
 Métodos de cálculo aceptados en la EHE: [Art. 19]
 Análisis lineal
Proporcionalidad acción‐efecto. Equilibrio en la situación 
no deformada. Emplea secciones brutas
 Análisis no lineal
Considera no linealidades geométricas o del material 
(fisurado). Proceso iterativo
 Análisis lineal con redistribución limitada
Análisis lineal, permitiendo redistribución de esfuerzos
 Análisis plástico
Comportamiento plástico del hormigón. Cumplimiento 
teoremas básicos de la plasticidad
PK=j°qlalp=ab=`ži`ril
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 8
 Regiones B
Zonas de la estructura en las que se cumplen las dos 
hipótesis clásicas de la Resistencia de Materiales:
 Navier‐Bernouilli: Deformación plana de las 
secciones
 Kirchoff: Compatibilidad de deformaciones
 Regiones D
Zonas de discontinuidad en las que no se pueden 
aplicar las anteriores hipótesis. Principio de Saint‐
Venant
QK=obdflkbp=_=v=obdflkbp=a
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 9
 Tipos de Regiones D: [Art. 24]
 Discontinuidad geométrica
 Discontinuidad estática
 Discontinuidad generalizada
QK=obdflkbp=_=v=obdflkbp=a
GEOMÉTRICA ESTÁTICA GENERALIZADA
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 10
 Ejemplos de Regiones B y D:
QK=obdflkbp=_=v=obdflkbp=a
LEY DE MOMENTOS
FLECTORES
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 11
 Definición [Art. 24.1.2]
Modelo estructural de barras que simplifica el comporta‐
miento en la región D empleando las resultantes de los 
campos de compresiones y tracciones
 Bielas: Barras comprimidas (hormigón)
 Tirantes: Barras traccionadas (acero)
 Condiciones preferentes al elaborar el modelo: 
 Equilibrio con las acciones exteriores
 Longitud de tirantes mínima
 Modelos isostáticos
RK=j°qlal=ab=_fbi^pJqfo^kqbp
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 12
RK=j°qlal=ab=_fbi^pJqfo^kqbp
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 13
RK=j°qlal=ab=_fbi^pJqfo^kqbp
 Ejemplo de bielas y tirantes
Formación del modelo en una ménsula corta
ESQUEMA DE CARGAS
Y ARMADO
FLUJO DE TENSIONES
(ISOSTÁTICAS)
ESQUEMA DE 
BIELAS Y TIRANTES
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 14
 Debe verificarse que la estructura es estable bajo la/s 
hipótesis de carga más desfavorable/s
 Las comprobaciones de equilibrio hacen referencia 
tanto a la estabilidad global de la estructura como 
de sus elementos
 Debe cumplirse que: [Art. 41]
Ed, estab ≥ Ed, desestab
donde,
Ed, estab Valor de cálculo de los efectos de acciones estabilizadas
Ed, desestab Valor de cálculo de los efectos de acciones 
desestabilizadoras
SK=bir=ab=bnrfif_ofl
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 15
SITUACIÓN
E.L.U. DE EQUILIBRIO
Efecto 
favorable
Efecto 
desfavorable
De servicio (persistente) γG = 0,90 γG = 1,10
De construcción (transitoria) γG = 0,95 γG = 1,05
 Se considerarán las siguientes acciones en el cálculo:
 Permanentes de efecto sensible
Se emplea un coeficiente parcial de seguridad específico para 
este ELU, según se recoge en el Artículo 12.1:
 Permanentes de efecto no sensible y variables
Se emplean los coeficientes parciales de seguridad habituales 
[Tabla 12.1.a] según su efecto favorable o desfavorable
SK=bir=ab=bnrfif_ofl
(c) 2010-11 Luis Bañón Blázquez. Universidad de Alicante página 16
 Ejemplo de aplicación: [Fig. 41.a, b y c]
SK=`lbcf`fbkqbp=ab=pbdrofa^a
ACCIONES
SITUACIÓN
DE SERVICIO
SITUACIÓN DE 
CONSTRUCCIÓN