CURSO DE ESTRUCTURAS 3

CURSO DE ESTRUCTURAS 1

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PROGRAMA.pdf

CAPITULO 1. INTRODUCCION c.pdf

CAPITULO 2. CARGAS.pdf

CAPITULO 3. FLUJO DE CARGAS.pdf

CAPITULO 4. COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES BAJO CARGA.pdf

CAPITULO 5. ESTADOS TENSIONALES.pdf

VIDEOS

1- PROCEDENCIA DE LAS CARGAS.avi 


2-TRAYECTORIA DE LAS CARGA.mpg 


3-TIPOS DE SOLICITACIONES.mpg 


4-POR QUE LOS ARRIOSTRAMINETOS VERTICALES.avi 


Puente de Tacoma (efecto de resonancia)[1].wmv 


Scary! Massive waves on huge road bridge send Volgograd driv 


Tacoma Narrows Bridge Collapse 'Gallopin' Gertie'.wmv 

14. RIGIDEZ TORSIONAL

Descripción del ensayo

Dos modelos  de estructuras de  muros  con planta cuadrada y una sola altura tienen diferente disposición de sus elementos estructurales :

Mientras  en el modelo  A  están dispuestos en forma de L en las 4 esquinas, en el modelo B  los muros se cruzan en el centro de simetría.

Una masa asimétrica localizada en una esquina de  la superficie que simula el entrepiso, genera fuerzas inerciales cuando  vibra la base del simulador sísmico. Al actuar  excéntricamente, dichas fuerzas  producen Torsión en  los modelos .

Mientras en el modelo A la rigidez  torsional impide la rotación, en el modelo B

se aprecia rotación  debido a la poca rigidez torsional que presentan sus muros.

MODELO A

La Fuerza resistente desarrollada por los muros en sus planos tienen el mayor brazo de palanca D posible produciendo un elevado valor de rigidez a Torsión.  

Respuesta para: MODELO A

MODELO B

Las fuerzas que pueden generar los muros en sus planos no tienen brazo de palanca y no generan momento resistente a Torsión , debiendo reaccionar con cargas transversales a sus planos, como no deben trabajar los muros.

Respuesta para: MODELO B

13. ESTRUCTURA CON TORSION POR ASIMETRIA EN LA MASA

Descripción del ensayo

Se modela  una edificación con sistema  de pórticos con  simetría  en su estructura pero  con una masa excéntrica en cada nivel  que desplaza su centro de gravedad apareciendo una excentricidad con respecto a su centro de rigidez lo cual  genera momentos torsionales.

En su modo fundamental f = 1.8 Hz los valores de  las aceleraciones y desplazamientos  confirman el comportamiento a  Torsión , las lecturas tienen en cada instante el mismo sentido o signo , diferenciándose en su magnitud.

Los mayores desplazamientos y aceleraciones se presentan en el extremo cercano a la masa excéntrica

Esta diferencia de magnitudes es más sensible  en el  nivel 4 que en el nivel 2.

En su segundo modo de vibrar  f = 5.7 Hz los valores de  las aceleraciones y desplazamientos  tienen en cada instante el mismo sentido o signo , diferenciándose en su magnitud.

Los mayores desplazamientos y aceleraciones se presentan en el extremo alejado de la masa excéntrica , invirtiéndose lo obtenido en la primera frecuencia.

La diferencia de desplazamientos para esta frecuencia es tan sensible en  el nivel 2 como en el nivel 4.

Respuesta para:  estructura con torsion por asimetria en la masa

12. ESTRUCTURA TORSION POR ASIMETRIA DE RIGIDEZ

Descripción del ensayo.

Se modela una edificación con estructura de pórticos que presenta asimetría en su rigidez  por la disposición de sus elementos, los apoyos del eje A siguen la dirección de los ejes mientras los del eje B están girados 90°, siendo el eje A de mayor rigidez que el eje B. Esto hace que el centro de rigidez se desplace hacia el eje A  , existiendo una excentricidad entre el centro de masas G y el centro de Rigidez R.

La excentricidad  genera un momento torsional  con  giro de la sección transversal.

Respuesta para: estructura torsion por asimeria de rigidez

11. GOLPETEO

Descripción del ensayo

Se conoce como GOLPETEO la colisión que se presenta entre edificaciones aledañas cuando no se deja entre ellas un aislamiento suficiente que permita la deformación de cada edificación sin que se golpeen entre sí.

El caso se analiza para dos edificaciones de diferentes alturas, un edificio de 7 pisos y el otro de 3 pisos.

Se instala el acelerómetro a0 en el último piso del edificio alto y a1 en el último piso del edificio bajo.

Un barrido de frecuencias desde 0.5 Hz hasta 15 Hz permite encontrar las frecuencias que generan las mayores aceleraciones para cada edificio en sus diferentes modos de vibrar.

Respuesta para: barrido frecuencial de 0 a 15 Hz

Estas frecuencias son :

EDIFICIO ALTO

                                                                                             f = 1.4 hZ

                                                                                             f = 4.7 Hz

                                                                                             f = 8.8 Hz

EDIFICIO BAJO

                                                                                             f = 3.0 Hz

                                                                                             f = 11.5 Hz

Golpeteo de las edificaciones por resonancia del edificio alto .

Golpeteo de las edificaciones por resonancia del edificio bajo .

SOLUCIÓN: Golpeteo de las edificaciones por resonancia del edificio alto.

SOLUCIÓN: Golpeteo de las edificaciones por resonancia del edificio bajo.

10. ESTRUCTURA DE PORTICOS ARRIOSTRADOS

Descripción del video

Se estudia el comportamiento dinámico de una estructura de pórtico arriostrado concéntricamente en todos los pisos .

Debido a su rigidez la frecuencia resonante es muy alta : 14,3 Hz

Al someterlo a una vibración con esta frecuencia se registran valores de desplazamiento y  aceleración crecientes del primero al último nivel.

Desplazamientos pequeños  con aceleraciones altas

Respuesta para: Estructura de pórticos arriostrados

9. ESTRUCTURA DE PÓRTICOS RESISTENTE A MOMENTOS

Descripcion del ensayo

Se modela una edificación con sistema estructural de pórtico resistente a momentos y se determinan sus diferentes modos de vibrar haciendo un barrido frecuencia desde f=.5 Hz hasta f=15 Hz .

Acelerómetros instalados en los niveles impares registran las aceleraciones y desplazamientos que se presentan.

El espectro de aceleraciones utilizando los registros de a0 y a1 dan los valores de frecuencias correspondientes a los diferentes modos de vibración , así :

Modo 1 o fundamental , f=1.15 Hz

Modo 2 f= 4.2 Hz

Modo 3 f= 8.3 Hz

Modo 4 f= 11.7 Hz

El modo fundamental  se presenta para una frecuencia de 1.15Hz

El registro de desplazamientos y aceleraciones muestran que para cualquier instante  todos los pisos se desplazan en la  misma dirección , incrementándose los valores de abajo hacia arriba.

Siendo las masas iguales para todos los pisos, las fuerzas laterales  seguirán el mismo patrón de crecimiento (F=m*a)

Respuesta para: Modo 1 o fundamental - f = 1.15 Hz  

El registro de desplazamientos es  coincidente con la deformación del modelo :

Las derivas o desplazamientos relativos  entre los primeros pisos es mayor que en los últimos pisos :

Calculando derivas para valores de  desplazamientos cada 2 pisos ,entre los segundos 10 y 15 del evento,  tenemos :

x7 = 48 mm

X5 = 40 mm , deriva 8 mm

X3 = 28 mm , deriva 12 mm

X1 = 10 mm , deriva 18 mm

                                                                           

El segundo modo de vibración  se presenta para  una frecuencia de 4.2Hz

Se observa que mientras los pisos inferiores se desplazan hacia un lado de la vertical, los superiores lo hacen hacia el lado contrario. Aparece un Nodo cercano al nivel 5.

Respuesta para: Modo 2 f= 4.2 Hz

Las aceleraciones  no siguen un crecimiento lineal de abajo hacia arriba, los mayores valores se presentan en los niveles 3 y 7 . El registro para estos dos niveles nos muestra que se desplazan en sentidos contrarios con respecto a la vertical en cualquier instante del ensayo.

Mientras las aceleraciones tienen valores similares, los desplazamientos son mucho mayores en el último nivel.

El tercer modo de vibración se presenta para una frecuencia 8.3 Hz .Se ubican  acelerómetros en niveles impares. Aparecen  Nodos en los niveles 3 y 6

 

Respuesta para:  Modo 3 f = 8.3 Hz

Modo de vibración 4 - Frecuencia 11.7 Hz. Se forman 3 nodos, en los pisos 2, 4 y 6.

Respuesta para:  Modo 4 f= 11.7 Hz

8. PÓRTICO CON DIAGONAL EXCENTRICA

Descripcion del ensayo

El comportamiento de los pórticos con diagonales excéntricas se simula con un modelo elaborado con láminas de acero.

Se ubican los acelerómetros a0 y a1  en los dos extremos de la viga mientras a2 se ubica en la base.

Una vez determinada su frecuencia natural de vibración f= 12.75Hz se programa con ésta la vibración de la mesa, registrándose su manera de deformarse.

Se observa la configuración de un sistema combinado , mientras una parte tiene un comportamiento rígido de pórtico arriostrado, la otra parte se deforma como un pórtico resistente a  momentos.

Respuesta para: pórtico con diagonal excéntrica

7. PÓRTICO ARRIOSTRADO

Descripcion del ensayo

Un pórtico empotrado en la base y con una riostra diagonal que hace entrar en resonancia después de haber determinado su frecuencia natural de vibración.

f = 13.7 Hz

Acelerómetros instalados  en la base y en la viga permiten determinar la amplificación de la aceleración. Se puede apreciar que la aceleración en la viga del modelo supera 3g mientras en la base la aceleración es cercana a 2g mientras los desplazamientos tienen valores similares en la base y en la viga.

Se presenta pandeo en las barras por efecto de su  trabajo a compresión.

Respuesta: pórtico arriostrado

6. PÓRTICO SIMPLE

Descripción del ensayo

Un modelo de pórtico simple empotrado en la base se hace entrar en resonancia después de haber determinado su frecuencia natural de vibración.

f = 9.1 Hz    

Acelerómetros instalados a nivel de la base y de la viga permiten determinar la amplificación de la aceleración por parte del pórtico.

Al vibrar la base con la frecuencia natural del pórtico , el acelerómetro a1  instalado en la parte superior de la columna registra una aceleración  a= 5g  mientras el acelerómetro a0 instalado en la base registra a= 1g

El registro de desplazamientos muestra desplazamientos del orden de 14 mm en la viga mientras la base se desplaza con la amplitud programada de 3 mm.

Respuesta para: pórtico simple

5. LICUEFACCIÓN DE ARENAS

Descripción del ensayo

Un recipiente de vidrio contiene un  lecho de arena  sobre el que se han depositado  unas figuras de arcilla .

El modelo se ensaya con una frecuencia  f=4 Hz que corresponde a un sismo cercano.

Cuando el lecho de arena está seco  o no saturado la vibración no afecta su estabilidad .

Posteriormente se humedece la arena hasta saturarse, evitando  el exceso de humedad ,(que el agua no aflore a la superficie).

Al vibrar el depósito de arena saturada se observa el fenómeno de licuefacción : La arena se asienta, el agua  aparece en la superficie y las edificaciones se hunden al perderse la resistencia al cortante . 

Respuesta para: fenómeno de licuefacción.