Libro para Análisis Estructural de Edificaciones [Ángel San Bartolmé]

En el análisis estructural de Edificaciones, no existen métodos exactos de solución, ni siquiera los programas de cómputo más sofisticados, basados en la técnica de Elementos Finitos, proporcionan resultados «exactos»; esto se debe a que existen una serie de incertidumbres que se presentan no sólo en la solicitación, sino también en el modelaje estructural.

Por ejemplo, en el caso del terremoto de México (1985), también en el de Kobe-Japón (1995), las fuerzas sísmicas sobrepasaron las cargas reglamentarias, produciéndose el colapso de muchas edificaciones, por lo cual, hubo que modificar los códigos respectivos.

Asimismo, en los edificios de concreto armado no se acostumbra contemplar los efectos del proceso constructivo, sin embargo, es muy distinto (especialmente en los edificios altos) aplicar las cargas de peso propio de una sola vez sobre el edificio ya construido que colocarlas paulatinamente conforme el edificio va construyéndose.

En cuanto al modelaje estructural, generalmente se obvian los problemas de interacción tabique-pórtico, losa-viga y suelo-estructura, empleando (respectivamente) sistemas aporticados con paños libres de tabiques, vigas de sección rectangular y elementos verticales (columnas, placas, muros de albañilería, etc.) empotrados en su base; algunas veces, estas simplificaciones conducen a resultados que están fuera de la realidad.

También, es costumbre utilizar un sólo módulo de elasticidad para todo el edificio (que en realidad puede variar de una barra a otra o incluso dentro de la misma barra), despreciar las microfisuras (que en los elementos de concreto armado podrían modificar sustancialmente al momento de inercia de la sección transversal), despreciar los cambios bruscos de la sección transversal de las barras en la zona de los nudos, etc.

Contenido:

• Metrado de Cargas Verticales
  • Tipos de Carga.
  • Norma de Cargas E-020.
  • Características del Ejemplo.
  • Aligerados Unidireccionales.
  • Losas Armadas en dos Sentidos y Tanque de Agua.
  • Vigas.
    • Apoyada sobre otra Viga.
    • Soportan losas armadas en dos sentidos.
    • Pareti.
  • Coiumnas.
  • Escaleras.
  • Placas.
• Método de Hardy Cross
  • Nomenclatura y Convención de Signos.
  • Rigidez al Giro (Kij) y Factor de Transporte (fij).
  • Caso Particular de Barras Prismáticas con Eje Recto,
    • Deformables por Flexión.
    • Reducción de Grados de Libertad por Condición de Extremo.
    • Concepto de Barra Equivalente.
  • Rigidez al Giro Relativa o Coeficiente de Rigidez a Flexión (kij).
  • Coeficiente de Distribución de Momentos (aij)
    • Momento Distribuído (Dij) ,
    • Momento Transportado (Tij)
    • Momentos de Empotramiento (uij).
  • Proceso de Liberación Alterna.
    • Ejemplo Algebraico de Ilustración.
    • Solución de un Aligerado.
  • Métodos para el Trazado del Diagrama de Momento Flector.
  • Proceso de Liberación Nudo por Nudo y de Liberación Simultánea.
  • Estructuras Simétricas en Forma.
    • Carga Simétrica.
    • Carga Antisimétrica.
    • Ejemplos de Aplicación.
    • Problema Propuesto.
• Análisis Simplificado de Vigas Sujetas a Carga Vertical
  • Hipótesis Simplificatoria de la Norma E-060.
  • Máximos Momentos Flectores en Vigas de Edificios.
    • Envolvente de Momento Flector.
    • Programa VIGA 1
  • Coeficientes de la Norma E-060.
• Estructuras que se Desplazan Linealmente
  • Método de Cross Indirecto
  • Identificación de los Grados de libertad Traslacionales.
  • Aplicación Algebraica del Método de Cross Indirecto. Matriz de Rigidez y de Flexibilidad Lateral.
• Casos Especiales
  • Momentos de Empotramiento en Función de Kij y fijo
  • Estructuras Compuestas por Barras de Sección Variable
    • Determinación de Kij, fijo Tablas de la PCA.
    • Determinación del Peralte y de la Longitud de la Cartela.
    • Programa KFU.
  • Efectos de la Deformación por Corte en Barras Prismáticas
    • Influencia del Esfuerzo Cortante en una Viga Simplemente Apoyada.
    • Modificación de Kij, fij Y uij.
    • Modelaje de Placas o Muros de Corte.
    • Pórticos Mixtos Sujetos a Carga Lateral. Longitud del Brazo Rígido.
    • Pórticos Mixtos Sujetos a Carga Vertical.
    • Albañilería Armada y Confinada.
      • Interacción Tabique-Pórtico.
  • Efectos de la Deformación Axial en Barras Prismáticas
    • Armaduras con Nudos Rígidos.
    • Pórticos de Edificios de Concreto Armado:
      • Solicitación Obrando Sobre la Estructura ya Construida.
      • Solicitación Obrando Sobre la Estructura en su Etapa Constructiva.
    • Programa PROCONST para Simular el Proceso Constructivo.
  • Sistemas Hiperestáticos con Vigas Curvas
    • Determinación de Kij, fij Y uij.
    • Pórticos con Vigas Quebradas.
  • Apoyos Elásticos
    • Interacción Suelo-Estructura.
    • Parrillas Simples. Ejemplo.
    • Resortes Helicoidales Incompatibles en Giro con las Barras.
  • Efectos de Temperatura
    • Cambio Uniforme de Temperatura.
    • Cambio Diferencial (o Gradiente) de Temperatura.
• Análisis Sísmico Aproximado de Edificios
  • Método del Portal, Voladizo y Muto
  • • Rigidez Lateral.
    • Cálculo de Desplazamientos y Cortantes. Columnas en Paralelo.
    • Pórticos con Mezzanine y Vigas de Entrepiso.
      • Columnas en Serie.
    • Determinación de Esfuerzos.
  • Análisis Sísmico Traslacional de Edificios Aporticados
  • Interacción Pórtico-Placa
  • Método de Ozawa
    • Nomenclatura y Fórmulas que Emplea el Método.
    • Caso en que existen placas de diferentes características.
  • Corrección por Torsión en un Entrepiso de un Edificio
    • Centro de Rigidez Lateral (CR).
    • Centro de Carga (CQ).
    • Momento Torsor Reglamentario.
    • Edificios con Ejes Inclinados en Planta.
• Nociones Generales Sobre Estructuración de Edificios
  • Estructuración por Carga Vertical
    • Aligerados.
    • Ductos y Diafragmas Flexibles.
    • Otros Sistemas de Techados para Ambientes con Grandes Luces.
    • Escaleras.
  • Estructuración por Carga Sísmica
    • Rigidez, Continuidad Vertical, Hiperestacidad y Efecto P-O
    • Tabiques y Alféizar de Albañilería.
    • Simetría y Juntas Sísmicas.
  • Cimentaciones
• Introducción a la Solución Matricial de Estructuras Planas Método Directo de Rigidez
  • Cargas Nodales { Q }
  • Solución del Estado Complementario
    • Ensamblaje de la Matriz de Rigidez Global [R]
    • Matriz de Rigidez de Barra en Coordenadas Locales [k’]
    • Transformación de la Matriz de Rigidez de Barra del Local al Global.
    • Cálculo de Desplazamientos, Reacciones y Fuerzas de Sección.
  • Programas de Computación.
    • Programa ARMADURA.
    • Programa PARRILLA.
  • Problemas Propuestos.
• Análisis Matricial de Edificios Sujetos a Sismos
  • Programa EDIFICIO
  • Ensamblaje de la Matriz de Rigidez Lateral del Edificio.
  • Cálculo de Desplazamientos y Fuerzas en los Pórticos.
• Ejemplos de Aplicación.
• ANEXOS

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Autor: Ángel San Bartolmé
Libro para Análisis Estructural de Edificaciones
Gracias a: www.pucp.edu.pe