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1. ¿Como define Oscar de Buen el diseño estructural? El diseño estructural es un arte en el que se utilizan la experiencia obtenida en construcciones anteriores, realizadas con o sin éxito, las leyes de la física, las matemáticas y los resultados de investigaciones de laboratorio, para obtener la geometría y las dimensiones de la estructura que se comporten de manera segura y eficiente, que sean económicas en construcción y mantenimiento y que sean estéticamente agradables. 2. ¿Como define Roberto Meli el diseño estructural? El diseño estructural abarca las diversas actividades que desarrolla el proyectista para determinar la forma, dimensiones y características detalladas de una estructura, o sea aquella parte de la construcción que tiene como función absorber las solicitaciones que se presentan durante las distintas etapas de su existencia. 3. Mencione los pasos en el diseño de una estructura 1.- Se proponen las dimensiones de las secciones de los elementos, para lo que se utiliza la experiencia de diseños anteriores o la información obtenida mediante métodos aproximados de análisis y diseño, a esto se le llama predimensionamiento. 2.- Se determinan los efectos ocasionados por las cargas y demás solicitaciones sobre la estructura escogidas en el paso anterior (Análisis Estructural). 3.- Se revisa el comportamiento de los elementos y conexiones supuestos, sometidos a las solicitaciones calculadas (N, V, M, T, δ), así como el de la estructura completa (R, Δ, θ). 4.- ¿El comportamiento es satisfactorio? Si Fin No Proponer nuevas dimensiones. 4. ¿Qué herramientas se utilizan en el diseño estructural? - Métodos analíticos - Manuales y Reglamentos - Experimentación 5. ¿Cuál es el objetivo del diseño estructural? El diseño estructural tiene por objeto proporcionar soluciones que aprovechen de manera óptima los materiales y las técnicas constructivas disponibles, con un buen comportamiento de la estructura en condiciones normales de funcionamiento y una seguridad adecuada ante la ocurrencia de algún tipo de falla.
6. ¿Cuál es la función de una estructura? La función de una estructura es la de absorber las solicitaciones que se derivan del funcionamiento de la construcción. 7. ¿Qué aspectos influyen en una estructura? - Acciones: en su acepción general incluye todos los agentes externos que inducen a la estructura fuerzas internas, esfuerzos y deformaciones. - Respuesta: es el conjunto de parámetros físicos que describen su comportamiento ante las acciones que le son aplicadas. 8. Mencione las acciones que influyen en una estructura Cargas (vivas y muertas), hundimientos de cimentación, cambios volumétricos y de temperatura, viento, sismo, etc. 9. Mencione las respuestas que produce una estructura bajo las acciones en que está sometida Flecha, esfuerzo, agrietamiento, daño. 10. ¿Qué es el estado límite? Es cualquier etapa del comportamiento a partir del cual su respuesta se considera inaceptable. 11. ¿Cuáles son los dos tipos de estados límite?
- Estado Límite De Falla. Corresponden a situaciones en que la estructura sufre una falla total o parcial, o presenta daños que afectan su capacidad para resistir nuevas acciones. Algunos ejemplos son: colapso, inestabilidad, fatiga y daño irreversible.
- Estado Límite De Servicio. Su ocurrencia no pone en riesgo la seguridad, pero se afecta el correcto funcionamiento. Algunos ejemplos son: flechas, desplazamientos horizontales, vibraciones, agrietamiento y daño de elementos no estructurales. 12. ¿Cómo se revisan los estados límite? La revisión de los estados límite en este caso es la comparación entre el valor de la respuesta calculado para las acciones especificadas y el valor fijado como estado límite o valor admisible. Para revisar si la respuesta de una estructura es adecuada en cuanto la aparición de un estado límite de falla, es necesario definir un índice de respuesta que pueda compararse con la acción o combinación de acciones que afecten la estructura.
19. ¿Cómo clasifica las estructuras el artículo 139, del Reglamento de Construcciones para la Ciudad de México? ➢ Grupo A. Edificaciones cuya falla estructural podría tener consecuencias particularmente graves. Se subdividen en dos subgrupos. - Subgrupo A1: Edificaciones que reúnan al menos una de las características siguientes: a) Edificaciones que es necesario mantener en operación aún después de un sismo de magnitud importante. b) Edificaciones cuya falla puede implicar un severo peligro para la población. - Subgrupo A2: Edificaciones cuya falla podría causar: a) Un número elevado de pérdidas de vidas humanas. b) Una afectación a la población particularmente vulnerable. c) La pérdida de material de gran valor histórico, legal o cultural. ➢ Grupo B. Edificaciones comunes destinadas a viviendas, oficinas y locales comerciales, hoteles y construcciones comerciales e industriales no incluidas en el Grupo A, las que se subdividen en: - Subgrupo B1: Pertenece a este subgrupo las edificaciones que reúnen las siguientes características: a) Edificaciones de más de 30 m de altura o con más de 6,000 m² de área total construida, ubicadas en las zonas I y II, y construcciones de más de 15 m de altura o más de 3,000 m² de área total construida, en la zona III. b) Las estructuras anexas a los hospitales, aeropuertos o terminales de transporte. - Subgrupo B2: Las demás de este grupo. 20. ¿Cuáles son los pasos del Método de Diseño por Esfuerzos Permisibles? 1) Se determinan los elementos mecánicos con cargas de servicio o de trabajo (sin factorizar), considerando el comportamiento elástico de la estructura. 2) Identificar todas las posibles formas de “falla” del elemento a diseñar. 3) Se calculan los esfuerzos máximos para el tipo de falla que se desea revisar (σmax). 4) Se determinan esfuerzos permisibles para el tipo de falla que se desea revisar. Definición de esfuerzo permisible 𝜎𝑝 = 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑎𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 > 1 Ejemplo: Resistencia al pandeo Pcr = Pu → 𝜎𝑐𝑟 = 𝑃𝑐𝑟 𝐴
𝜎𝑐𝑟 𝐹𝑆 ; si el pandeo es elástico σcr< σy
- El diseño por resistencia se acepta sí σmax ≤ σp.
- Se revisan condiciones de servicio como flechas o desplazamientos, grietas, vibraciones, etc.
- Finalmente, el diseño se acepta si se cumplen los puntos 5 y 6 simultáneamente.
21. ¿Cuáles son los pasos del Método de diseño por factores de carga y resistencia? 1) Se determinan elementos mecánicos con cargas de servicio. 2) Se identifican los posibles estados límite o formas de falla. 3) Se incrementan o se factorizan los elementos mecánicos de servicio. 4) Se determina la resistencia del elemento para el estado límite que se está diseñando, reducida por un factor de resistencia menor que uno. 5) Criterio de aceptación por resistencia Elementos mecánicos factorizados ≤ Resistencias reducidas Pu ≤ PR Mu ≤ MR 6) Se revisan estados límite de servicio. 7) El diseño se acepta si se satisfacen 5 y 6 simultáneamente. 22. ¿Cómo se clasifican las acciones? - Por su origen.- cargas muertas, cargas de funcionamiento (vivas) y efectos ambientales. - Según la forma que actúan.- estáticas, dinámicas y de impacto. - Según la duración con que obran sobre la estructura con una intensidad cercana a la máxima.- acciones permanentes, acciones variables y acciones accidentales. 23. ¿Qué son las acciones permanentes? Son aquellas que obran en forma continua sobre la estructura y cuya intensidad puede considerarse que no varía con el tiempo. 24. Mencione algunos tipos de acciones permanentes Cargas muertas, debidas al peso propio de los elementos estructurales y no estructurales de la construcción, el empuje estático de líquidos y tierras que tengan carácter permanente, deformaciones y esfuerzos impuestos a la estructura (asentamiento diferencial, presfuerzo, contracción por fraguado del concreto, etc.). 25. ¿Qué son las acciones variables? Obran sobre la estructura con intensidad que varía con el tiempo. Alcanzan valores significativos durante lapsos de tiempo grandes. Se consideran aquí, cargas de ocupación asociadas con el uso y funcionamiento de la construcción que no tienen carácter permanente (carga viva), cambios de temperatura.
33. ¿Cuáles son los elementos estructurales básicos? - Lineales.- Barra de armadura, viga, columna, cables (tirante o colgante), arcos. - Planos.- Losa en una dirección, losa en dos direcciones, losa plana, viga diafragma. - Elementos de superficie curva.- Membranas, cascarones, losas plegadas. 34. Elemento de eje recto sujeto a carga actuante en su eje. Tirante 35. Sirve para resistir cargas transversales, toma la configuración adecuada a cada sistema de cargas a la que está sujeto. A esta configuración se le llama polígono funicular de cargas. Cable colgante 36. ¿A qué se le llama antifunicular? A la geometría ideal de un arco sometido a un tipo de carga particular, que resulta de invertir la forma que tomaría el cable con las mismas cargas. 37. Es una barra sujeta a cargas normales a su eje, resiste y transmite a sus apoyos la carga por medio de flexión y cortante. Viga 38. ¿A qué se les llama elementos planos? A aquellos que se caracterizan por tener una dimensión muy pequeña respecto a las otras dos y una superficie media plana. 39. ¿Qué es una losa en una losa dirección? Para análisis y diseño se considera como una viga ancha (de ancho unitario), transmiten la carga a los apoyos por flexión en una dirección, se flexionan en curvatura simple. 40. ¿Qué es una losa en una losa dirección? Placa perimetralmente apoyada con m=a/b ≥ 0.5, donde a<b. flexión en dos direcciones, se flexiona con doble curvatura. Parte de la carga se resiste por flexión en una dirección y el resto por flexión en la otra dirección, de esta forma la eficiencia es muy superior a la losa en una dirección. 41. ¿Qué es una losa en una losa plana? Son losas apoyadas directamente sobre columnas.
42. ¿A qué se le conoce como viga diafragma? Aquella en la cual la distribución de esfuerzos normales debidos a la flexión, difieren mucho de la distribución lineal. (L/h ≤ 4) 43. ¿Qué es el muro diafragma? Es un elemento de rigidización ante cargas en el plano de la estructura, debido a las cuales va a estar sujeto a un estado de cortante en el plano. 44. ¿Qué es un muro de rigidez? Es aquel que no se encuentra enmarcado y debe resistir cargas axiales, cortantes y flexión, su función esencial es la de rigidizar y resistir cargas laterales en su plano. 45. ¿Qué son las placas plegadas? Son estructuras laminares de superficie quebrada, formando un conjunto de elementos planos de pequeño espesor y cuya disposición les confiere una gran capacidad de carga. 46. ¿Qué es una membrana? Es un elemento de pequeño espesor que, colgándose de apoyos, toma la forma que le permite eliminar la flexión y transformar en tensión las cargas transversales aplicadas. 47. ¿Qué es un cascaron? Es un elemento de superficie curva que resiste las cargas esencialmente por esfuerzos de compresión, su superficie media puede ser de simple o doble curvatura. 48. ¿Cómo se generan las superficies de traslación en un cascaron? Se generan por la traslación de una línea curva o recta sobre otra curva plana (cascaron cilíndrica). 49. ¿Cómo se generan las superficies de rotación en un cascaron? Se forma por la rotación de una curva plana sobre un eje vertical (cúpula esférica o parabólica). 50. ¿Cómo se generan las superficies regladas en un cascaron? Se forma por la traslación de dos extremos de una recta sobre dos curvas planas (o rectas) distintas (paraboloide hiperbólico, hiperboloide).
