Solución de Pórticos: Tipos, Ventajas, Desventajas y Cálculo de Reacciones, Apuntes de Mecánica Aplicada

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“Nuestra Señora Reina de la Paz” FACULTAD DE INGENIERÍA

ANALISIS ESTRUCTURAL I

INFORME DE PORTICOS

ESTUDIANTE:

CRISTIAN ROLANDO OSORIO MATUTE – 0801200016232

NELLY WALESKA AGUILERA CASTRO – 0801200103471

KEIDY ITCHELL HERNÁNDEZ VALLADARES - 0801200024288

SERGIO ALBERTO RODAS AYALA - 1801199501702

LUIS GUSTAVO RAMOS BORJAS – 0801200019673

AXEL RAFAEL ARDON ACOSTA-0801-2000-

SECCIÓN: 0701

DOCENTE: ING. ASTRY ILIANA AGUILERA.

FECHA: 30/07/

“Nuestra Señora Reina de la Paz”

Tegucigalpa, M.D.C.

• INTRODUCCIÓN Contenido
• OBJETIVOS
• MARCO TEÓRICO
  • ¿Qué es un Elemento Estructural?................................................................................................
  • Pórtico (Elemento A Exponer)......................................................................................................
  • Historia de Pórticos
  • Características de los Marcos Rígidos
  • Importancia
  • Ventajas y Desventajas de Pórticos
  • Sus Partes (Si Aplica).....................................................................................................................
  • Tipos De Elementos Y Clasificacion de un portico ¡Error! Marcador no definido. -
  • Tipos De Apoyo o Conexiones Empleados en el Elemento Estructural.................................
  • Ejemplos De Proyectos Reales En Honduras Con Estos Elementos Estructurales. 14 4-
  • Ejercicio Práctico Empleando El Elemento Estructural…………………………………………………...18-
  • Diagrama De Cortante Y Momento (Si Aplica)
• CONCLUSIONES
• BIBLIOGRAFÍA

“Nuestra Señora Reina de la Paz”

OBJETIVOS

 Explicar la solución de un pórtico por el método aprendido en clases, encontrando reacciones, equilibrio en todo el elemento estructural y realizar sus respectivos diagramas de fuerza.

 Dar a conocer las ventajas y desventajas de los pórticos utilizados como elemento estructural.

 Conocer las generalidades de los pórticos como uno de los elementos estructurales más importantes.

 Enfatizar sobre algunos puntos importantes que se deben tener en cuenta al momento de hacer el cálculo de la solución de este elemento estructural.

“Nuestra Señora Reina de la Paz” MARCO TEÓRICO

¿Qué es un Elemento Estructural? Los elementos estructurales son las partes de una construcción que sirven para darle resistencia y rigidez. Su función principal es soportar el peso de la construcción y otras fuerzas como sismos, vientos, etc.

En construcción, es el nombre que recibe el conjunto de elementos, unidos, ensamblados o conectados entre sí, que tienen la función de recibir cargas, soportar esfuerzos y transmitir esas cargas al suelo, garantizando así la función estático - resistente de la construcción. El diseño, el cálculo y la comprobación de estos elementos se hace de acuerdo a las normas de resistencia de los materiales en el ámbito de la arquitectura, la ingeniería civil, la ingeniería mecánica y la ingeniería estructural.

Pórtico (Elemento A Exponer)

Las estructuras porticadas consisten en un conjunto de columnas y vigas generalmente de forma ortogonal dispuestas entre sí, y conectadas rígidamente en los nodos, estas estructuras son capaces de resistir cargas gravitacionales y laterales de viento o sismo y su rigidez depende de la rigidez de los miembros y conexiones. Una da las principales ventajas de los pórticos es que permiten libertad de diseño arquitectónico, por sus características de distribución rectangular abierta que admite ubicar fácilmente los ambientes deseados, así como la buena circulación de la ventilación e iluminación.

Historia de Pórticos Es un espacio arquitectónico conformado por una galería de columnas adosada a un edificio era una construcción propia del urbanismo griego, común en las ágoras, y que consistía básicamente en una columnata que sostenía un alargado espacio cubierto. Las entradas monumentales a los recintos sagrados, que también estaban porticadas, se denominaban propileos.

Pórticos clásicos

 Dístilo se denomina al edificio que tiene dos columnas o pilastras en una o más fachadas. Se llama dístilo in antis, cuando dichas columnas están situadas entre dos pilastras que se alzan a ambos lados de la misma.  El edificio tetrástilo tiene cuatro columnas en su fachada principal. Era comúnmente empleado por los griegos y los etruscos para pequeñas estructuras de edificios públicos.

Los romanos prefirieron el pórtico de cuatro columnas para sus santuarios.

“Nuestra Señora Reina de la Paz” Importancia Los marcos formados por columnas y trabes están unidos, formando uniones rígidas capaces de transmitir los elementos mecánicos en la viga sin que haya desplazamientos lineales o angulares entre sus extremos y las columnas en que se apoya. Sobre las vigas principales que además de resistir las cargas verticales ayudan a resistir las cargas laterales, se apoyan en algunos casos las vigas secundarias encargadas de soportar el sistema de piso.

Entre ejes, Es la división interna de un marco estructural repetitivo definido por los claros de las columnas. Columnas centrales Mayor carga Columnas Laterales Media carga Columnas esquinadas Un cuarto de carga

Un marco rígido transfiere el momento de una viga a las columnas de apoyo que dan como resultado que las columnas comportan la resistencia a la flexión con la viga. Esta interacción entre los entre ejes significa que la resistencia a la flexión resultante de una F, se comparte entre diversos entre ejes.

“Nuestra Señora Reina de la Paz” Ventajas y Desventajas de Pórticos

Ventajas:

 Permite más distribuciones en los espacios internos del edificio.  Son estructuras muy flexibles que atraen pequeñas solicitaciones sísmicas.  Disipan grandes cantidades de energía gracias a la ductilidad que poseen los elementos y la gran hiperestaticidad del sistema.

Desventajas:

 El sistema en general presenta una baja resistencia y rigidez a las cargas laterales.  Su gran flexibilidad permite grandes desplazamientos lo cual produce daños en los elementos no estructurales.  Es difícil mantener las derivas bajo los requerimientos normativos.  Por su alta flexibilidad, el sistema da lugar a períodos fundamentales largos, lo cual no es recomendable en suelos blandos.  El uso de este sistema estructural está limitado a estructuras bajas o medianas. Ya que a medida que el edificio tenga más pisos, mayores tendrían que ser las dimensiones de las columnas, lo cual puede hacer el proyecto inviable económica y arquitectónicamente.  Para los edificios con sistemas de pórticos rígidos se estima que en zonas poco expuestas a sismos el límite puede estar alrededor de 20 pisos, Y para zonas de alto riesgo sísmico alrededor de 10 pisos.

“Nuestra Señora Reina de la Paz” Tipos de Elementos Los elementos porticados, son estructuras de concreto armado con la misma dosificación columnas -vigas peraltadas, o chatas unidas en zonas de confinamiento donde forman Angulo de 90º en el fondo parte superior y lados laterales, es el sistema de los edificios porticados. Los que soportan las cargas muertas, las ondas sísmicas por estar unidas como su nombre lo indica-El porticado o tradicional consiste en el uso de columnas, losas y muros divisorios en ladrillo.

Las técnicas constructivas empleadas en las estructuras dependen en gran medida del material empleado y de los medios auxiliares disponibles.

En las estructuras de madera y de acero, las piezas vienen preparadas de taller y en obra se realizan las uniones secas (atornilladas, soldadas o adhesivas).

Las estructuras de hormigón pueden ejecutarse in situ (elementos y uniones se realizan a la vez) o estar prefabricadas (las piezas llegan acabadas a obra y se unen una vez posicionadas).

Pórticos hechos con madera Pórticos hechos con acero.

Pórticos de Hormigón Se realiza por niveles, disponiendo plantas de pilares y, una vez endurecidos, vigas, nudos (rígidos) y forjados.

En estructuras de edificios lo más significativo de cara a las decisiones de diseño es el tamaño o dimensión de cada elemento, y el número total de ellos. Los elementos constitutivos de la estructura se pueden incluir de forma simplificada en los siguientes grupos:

Elementos superficiales: estos se definen geométricamente por un solo parámetro, su espesor, pues su función principal es cubrir superficie, condicionante más importante que el estructural.

Elementos lineales horizontales (vigas): no son obligados pero, si existen, se definen por su sección, dos parámetros en la mayoría de los casos, tanto para hormigón armado ancho y canto, como para acero serie y canto.

Elementos verticales o soportes: Estos se definen también por dos parámetros, área y forma. Materia estructural: que se define en estructuras de acero por la tensión y el módulo de elasticidad y en las de hormigón armado por los correspondientes valores de ambos materiales más la cuantía o proporción acero/hormigón.

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Clasificación:

1-Según la Arquitectónica clásica:

Los edificios se pueden clasificar en función de las columnas que posee el pórtico de su fachada principal, que suele estar en el frente más corto.

a-Dístilo

Dístilo se denomina al edificio que tiene dos columnas o pilastras en una o más fachadas. Se llama dístilo in antis, cuando dichas columnas están situadas entre dos pilastras que se alzan a ambos lados de la misma.

b- Tetrástilo

El edificio tetrástilo tiene cuatro columnas en su fachada principal. Era comúnmente empleado por los griegos y los etruscos para pequeñas estructuras de edificios públicos.

Los romanos prefirieron el pórtico de cuatro columnas para sus santuarios, como el de Portuno, y para templos como el de Venus y Roma, y para los pórticos de entrada de grandes edificios públicos, como la Basílica de Majencio.

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c- Pórtico triarticulado: bases articuladas y articulación en cumbrera. Destaca por su deformabilidad y por sus enormes flectores en los hombros.

3-Otro tipo de Marcos, por su utilidad

1- Marco de portal plano

2- Marco de portal inclinado

3- Marco de portal de doble inclinación del techo

4- Marco de base fija

5- Marco Luz del norte

6- Marco de monitor de techo

7- Marco de portal de grupa

8- Marco de portal atado

9- Marco de entreplanta

10- Marco de portal Vansard

11- Marco de cable

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Tipos De Apoyo o Conexiones Empleados en el Elemento Estructural Reacciones de Apoyos en Pórtico

Reacciones de Apoyos en Pórticos isostático en el medio del mismo. Dicho pórtico posee dos apoyos fijos, una carga distribuida y una carga puntual.

Reacciones de apoyos:

Para determinar las reacciones de apoyos debemos de tener en cuenta de que la función de la rotula es transmitir fuerza de un cuerpo a otro, y que la misma no posee momento, por lo tanto la sumatoria de momento es cero en el punto de la rotula. Como tenemos 1 rótula, la estructura posee dos cuerpos.

Ejemplos De Proyectos Reales En Honduras Con Estos Elementos Estructurales.

“Fig 1. Limitante de la altura establecida para la movilización de maquinaria en un puente.”

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“Fig 4. Invernaderos o estructuras de protección agricultora en Copan”

“Fig 5. Portal en conmemoración a la virgen de Suyapa en Aldea Suyapa”

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“Fig 6. Entrada peatonal de UNAH”

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“Nuestra Señora Reina de la Paz” Diagrama De Cortante Y Momento (Si Aplica)