Conceptos Fundamentales de Ingeniería Estructural y Resistencia de Materiales

Presión Básica del Viento

La presión básica del viento ocurre cuando una molécula de aire choca contra una superficie indeformable de dimensiones infinitas, bajo la condición del flujo laminar. Se define mediante la fórmula: P₀ = ρ · u², donde ρ (rho) es la densidad del aire y u es la velocidad del viento.

Área Tributaria y Resistencia

Área Tributaria

Es el área que consideramos que debe ser soportada por un elemento estructural; es el área de losa, techo, entrepiso, lámina, etc.

Resistencia Característica

Es la resistencia asociada a un nivel de confianza dado para el diseño estructural. Casi siempre se debe considerar un nivel de confianza de, por lo menos, el 90%.

Diferencia entre los Métodos ASD y LRFD

Existen diferencias fundamentales en el enfoque de seguridad:

• El método ASD (Allowable Stress Design) define la seguridad con respecto al límite elástico de los materiales y trabaja con cargas de servicio.
• El método LRFD (Load and Resistance Factor Design) define la seguridad con respecto a un estado de deformaciones límite y trabaja con cargas mayoradas.

El LRFD posee una mayor confiabilidad en el cálculo del factor de seguridad a rotura.

Comportamiento de Tensiones en Elementos Estructurales

Campo de Tensiones

Es el gráfico de los campos de tracciones y compresiones; estas se pueden dibujar sabiendo la dirección de las tensiones principales.

Distribución de Tensiones en una Viga Rectangular

¿Cómo se distribuyen las tensiones normales y de corte en una viga rectangular sometida a flexión simple?

• Tensiones normales: Se distribuyen según la ley de NAVIER, con valores máximos y mínimos en los extremos de la sección y se hacen cero en la línea neutra.
• Tensiones tangenciales (de corte): Se distribuyen según JOURAVSKI. Para la sección rectangular, corresponde a una parábola con un máximo en la línea neutra y un mínimo igual a cero en los extremos.

Eficiencia de la Viga de Acero de Sección Doble T

¿En qué radica la gran eficiencia de una viga de acero de sección doble T? En las vigas doble T, las áreas son mayores en los extremos, lo cual provoca un aumento de inercia. Las tensiones normales máximas y mínimas disminuyen con el aumento del momento de inercia; mientras disminuyan las tensiones normales, hay mayor eficiencia.

Ductilidad y Factores Sísmicos

Ductilidad

Es la capacidad que tienen algunos materiales de admitir grandes deformaciones sin perder resistencia. Es por esta razón que el hormigón armado está conformado por una combinación de hormigón y acero.

Factores que Influyen en las Aceleraciones Horizontales Sísmicas

Existen 4 factores principales que influyen en las aceleraciones horizontales que experimenta una estructura durante un sismo:

1. Tipo de suelo sobre el que se ubica la estructura.
2. Periodo de la estructura.
3. Ductilidad.
4. La lejanía o cercanía de la fuente de la zona sísmica.

Resistencia Nominal

La resistencia nominal se define como la última resistencia de cálculo, obtenida en base a las hipótesis de cálculo y un modelo estructural determinado.