Generalidades
EDICIONES LANCA
DIPLOMADO
“DISEÑO DE ESTRUCTURAS EN CONCRETO ESTRUCTURAL (ACI 318-19) Y ACERO ESTRUCTURAL (AISC 360-22) ”.
Dirigido a Ingenieros Civiles recién graduados o de poca experiencia,
Ingenieros Estructurales.
CONTENIDO
DISEÑO DE ESTRUCTURAS EN CONCRETO ESTRUCTURAL (ACI 318-19)
MODULO 1. Diseño elementos
estructuraleS (ACI 318-19)
Generalidades
El concreto estructural
El acero de refuerzo
Los sistemas de cargas
El diseño estructural del concreto armado
El diseño a flexión por estados límites de colapso
Diseño a flexión - Secciones rectangulares - Acero a tracción
Diseño a flexión - Secciones rectangulares - Acero a compresión
Diseño a flexión - Secciones T - Acero a tracción
Diseño a corte
Longitud de desarrollo, longitud de anclaje, longitud de solape
Deflexiones, flechas, deformaciones
Torsión
Evaluación
Entrega de material del curso en formato digital - Incluye libro
Entrega de certificado de asistencia
MODULO 2. Diseño de sistemas de pisos y componentes estructurales
estructurales (ACI 318-19)
MODULO 3. Diseño avanzado de pernos de anclaje al concreto
estructurales (ACI 318-19)
MODULO 4. Nodos y articulaciones plásticas - Diseño avanzado
(ACI 318-19)
MODULO 5. Diseño sismorresistente de estructuras
(ACI 318-19)
DISEÑO DE ESTRUCTURAS EN ACERO ESTRUCTURAL (AISC 360-22 AISC 341-22)
MODULO 6. Diseño estructuras metálicas
(AISC 360-22) - LRFD
El acero estructural
Ventajas - Desventajas
Propiedades del acero estructural
Esfuerzo cedente o fluencia, Fy
Esfuerzo de rotura, Fu
Propiedades mecánicas
Nodos y tipos de conexiones
=>Conexiones simples - Conexiones a momento
Métodos de diseño - ASD - LRFD
Tipos de estados límites
Integridad estructural
Vigas de celosía Diseño =>Por estado límites de servicio
=>Por flechas - contraflechas
=>Por efectos dinámicos
=>Por fatiga
=>Por aguas estancadas =>Por deriva
=>Por cambios de temperatura
=>Por protección contra incendios
=>Por protección contra la corrosión
Sistemas de cargas
=>Tipos de cargas actuantes
=>Cargas por erección y montaje de la estructura
=>Carga mayoradas de diseño
Vocabulario utilizado en el diseño de acero estructural
Capacidad resistente a tensión
=>Estado límite por tracción
=>Estado límite de esbeltez en elementos a tracción axial
=>Estado límite de cedencia en elementos a tracción axial
Capacidad resistente nominal a tensión axial, Pn
Area gruesa, Ag
Area neta, An
Area efectiva, Ae
Rutas de falla o colapso en estado límte a tensión
Capacidad resistente al corte
=>Estado límite de corte por cedencia
=>Capacidad resistente de un bloque de corte
=>Aplastamiento en agujeros de pernos
=>Capacidad resistente de un pasador
Capacidad resistente de bielas o tensores
Estado límite de esbeltez
Estados límites de servicio
Ejemplos
Inestabilidad lateral o pandeo
Teoría de columnas
Carga crítica - Inestabilidad lateral o pandeo lateral
Modos, tipos, efectos y fallas de pandeo
Estado líimite de pandeo - Flexión - Torsión
Pandeo por falla del tipo elástico
Longitud no arriostrada
Esfuerzo crítico de pandeo
Transición entre estado elástico y plástico
Métodos para determinación del factor de longitud
Sección compacta - Sección no compacta
Ejemplos
Compresión axial con carga concéntrica
Introducción - Esfuerzo d compresión
Capacidad resistente nominal a compresión, Pn
Capacidad resistente de diseño a compresión, ϕPn
Estado límite por compresión axial
Estado límite por esbeltez
Diseño por estado límite de cedencia
Capacidades resistentes a la compresión - Elementos laminados en
caliente - Secciones costruidas, armadas o soldadas
Capacidades resistentes a la compresión pandeo - Elementos de
secciones construidas, armadas o soldadas
Procedimiento para el diseño de elementos a compresión
Ejemplos
Elementos a flexión
Disposiciones generales del diseño a flexión
Longitud lateral arriostrada o no arriostada
Los siete estados límites del diseño a flexión
Momento plástico
Rótula plástica
Estado límite por cedencia, Y
Estado límite de pandeo lateral torsional, LTB
Estado límite de pandeo local del alma, WLB
Estado límite de cedencia local del al alma
Estado límite de pandeo local del ala, FLB
Estado límite por cedencia del ala, TFY
Estado límite por corte
Estado límite de servicio
Estado límite de resistencia a flexión
Estado límite de resistencia axial
Estado límite de resistencia a flexo-compresión
Estado límite de inestabilidad en el plano
Elementos asimétricos, tubulares, rectangulares, redondos
Diseños de vigas por estados límites por flexión
Cubre-planchas - Diseño
Vibraciones
Criterios para el diseño por flexión
Ejemplos
Elementos a corte
Rigidizadores - Uso - Efectos
Estado límite de capacidad resistente al corte
Diseño por estado límite al corte - Métodos
Capacidad nominal al corte de perfiles laminados en caliente,
secciones W, T, doble T, C, L
Vigas con aberturas en el alma y vigas compuestas
Ejemplos
Elementos a flexo-compresión
Introducción - Flexo-compresión
Pórticos con desplazabilidad
Pórticos sin desplazabilidad
Columnas cortas - Columnas esbeltas - Comportamiento
Diagrama de interacción - Cortas - Esbeltas
Estructuras con desplazabilidad
Efecto P-∆
Métodos de análisis de segundo orden
Capacidad resistencia axial de pandeo
Diseño de elementos a flexo-compresión - Simétricos - Asimétricos
Diseño secciones W, tubulares, rectangulares, redondas a torsión
Ejemplos
Evaluación
Entrega de material del curso en formato digital - Incluye libro y
hojas de cálculo Entrega de certificado de asistencia
MODULO 7. Diseño estructuras
metálicas - Diseño sismorresistente (AISC 360-22 AISC 341-22)
Introducción - Objetivos - Aceleración de las masas
El diseño sismorresistente
Métodos de diseño
=>Método basado en la fuerza - Concepto - Aplicación
=>Método basado en los desplazamientos - Concepto - Aplicación
Aspectos fundamentales que requiere un análisis sísmico
Respuesta en el límite y capacidad real
Códigos de diseño a utilizar para el diseño sismorresistente
El acero estructural en el diseño sismorresistente
Acero estructural
Relación de capacidad resistente esperada
¿EL esfuerzo cedente Fy o el esfuerzo último Fu?
¿Qué dice el ANSI/AISC 341-22 respecto a la ductilidad de los
elementos estructurales y los esfuerzos de los materiales?
Capacidad de rotación plástica esperada
Capacidad resistente nominal, Rn
Comportamiento del acero estructural para cargas estáticas - Carga
cíclicas
Utilización de perfiles pesados y soldaduras
El uso del concreto estructural y el acero de refuerzo en
estructuras metálicas sismo-resistentes
Filosofía de diseño sismorresistente
Diseño sismorresistente - ¿Porqué?
¿Qué sucede en durante una acción sísmica? ¿Tiempos?
Principales factores sísmicos que afectan el comportamiento de una
estructura
¿Cuáles son principios básicos del diseño sismorresistente o SLRS?
Características del diseño sismorresistente - Disipación de la
energía
Ductilidad
La respuesta inelástica - Afectación - Respuesta inelástica
¿Qué sucede cuando la estructura responde inelásticamente?
Factor de modificación de respuesta R
Factor de amplificación de desplazamientos Cd
Rotaciones y desplazamiento de piso
¿Cómo puede el sismo producir el colapso?
Aspectos más importantes del diseño sísmico
=>Continuidad
=>Rigidez y Fuerza
=>Regularidad
=>Redundancia
=>Mecanismos de cedencia definidos
Requerimientos sísmicos generales para el diseño de estructuras en
acero
Aplicabilidad del código ASCE/SEI 7-22 Sistema de cargas para el
diseño por LRFD
Métodos analíticos para el diseño sismorresistentes de estructuras
Capacidad resistente y límites de deriva
Determinación de la deriva de piso
Derivas de piso para estructuras con Categoría Sísmica D, E o F
Corte basal mínimo para la determinación de la deriva de piso
Período fundamental para la determinación de la deriva de piso
Efectos P-∆ sobre las derivas de piso
¿Cómo se utiliza efecto P-∆ en un análisis automatizado por
softwares especializados?
Regulación del diseño sismorresistente
Códigos y normas regulan el diseño sismorresistente
SEI /ASCE 7-22, Cargas mínimas de diseño para edificios y otras
estructuras
ANSI/AISC 360-22, Especificación para Edificios de Acero Estructural
ANSI/AISC 341-22, Disposiciones Sísmicas para Acero Estructural
Edificios
AWS D1.1, Código de Soldadura Estructural, Acero
AWS D1.8, Suplemento sísmico a la soldadura estructural Código AISC 358-22, Conexiones precalificadas
Sistemas sismorresistentes estructurales disponibles
¿Por qué no se debe diseñar una estructura sismorresistente con el
código ANSI/AISC 360-22 y porqué utilizar el ANSI/AISC 341-22?
¿Qué tipos de estructuras de acero se clasifican para proporcionar
sismorrresistencia?
¿Diseño ordinario o especial?
Pórticos especiales sismorresistentes
¿Qué curre si se forman articulaciones plásticas en las columnas?
Niveles de desempeño pórticos resistentes a momento, SMF
Soldaduras de demanda crítica en pórticos especiales
Relación entre las capacidades resistentes flexional de columnas y vigas
Tipos de pórticos resistentes a momento, SMF
=>Pórticos resistentes a momentos
=>Pórticos resistentes a momento con arriostramiento concéntrico
=>Pórticos resistentes a momento con arriostramiento excéntrico
Muros de corte de planchas de acero
Pórticos con arriostramiento de pandeo controlado
Sistemas duales
Sistemas de columnas en voladizo
Categorización de los sistemas sismorresistentes en función de la
ductilidad estructural
Procedimiento para el diseño de pórticos especiales resistentes a
momento
Ejemplos
=>Pórtico especial resistente a momento
=>Estudio de imperfecciones constructivas
Vigas - Capacidad y comportamiento sismorresistente - Clasificación
Operatividad de las secciones en función de la clasificación de
secciones
Efectos del corte sobre la flexión
Pandeo lateral torsional
Arriostramiento requerido para estabilizar las vigas
Rigidizadores o arriostramientos laterales en vigas
¿La colocación de rigidizadores en las vigas es una solución final?
¿Cómo afecta la capacidad resistente a flexión de la viga con la
formación de la articulación plástica?
Capacidades resistentes por flexión de vigas en las áreas inmediatas a
las articulaciones plásticas
Zonas de protección
Área-k
Ejemplos
=>Estabilidad lateral de vigas de pórticos especiales resistentes a
momento sistemas sismorresistentes no arriostrados
=>Estabilidad lateral de vigas de pórticos especiales resistentes para
un puente de tuberías o piperack sismorresistente y no arriostrados
Columnas - Capacidad y comportamiento sismorresistente
Cuáles códigos de diseño, el ANSI/AISC 341-22 ó el AISC 360-22?
Comportamiento y clasificación a flexión de columnas
Operatividad de las secciones en función de la clasificación de
secciones
Efectos del corte sobre la flexión o "retraso por corte" o "shear leg"
Pandeo lateral torsional
Planchas de continuidad en pórticos sismorresistentes - Requerimientos
Requisitos geométricos para las plancha de continuidad
Capacidades resistentes de uniones soldadas de planchas de continuidad
Detallado de geometría de planchas d continuidad
Ejemplo de diseño de plancha de continuidad
Zona de panel nodal en pórticos sismorresistentes
¿Cómo se verifica la capacidad resistente de una zona de panel nodal en
una columna?
¿Que dice el AISC 360-22 de la capacidad resistente a corte del panel
nodal?
Espesor de la plancha en la zona del panel nodal
Requisitos para el uso de planchas dobles en zona de panel nodal
Tipo de planchas
=>Planchas dobles sin planchas de continuidad
=>Planchas dobles utilizadas con planchas de continuidad
=>Planchas dobles extendidas
=>Planchas dobles colocadas entre las placas de continuidad
Ejemplo de diseño de zona de panel nodal
Empalme de columnas en pórticos sismorresistentes
Introducción - Requerimientos
¿Cuáles son las consecuencias del colapso e un empalme de columnas
metálicas?
¿Empalmes apernados o empalmes soldados?
¿Cuáles son las excepciones para las distancias definidas en Sección
E3.6.g?
Capacidades resistentes requerida en empalmes de columnas
Capacidad resistente al corte requerida
Configuraciones de empalmes de acero estructural
Empalmes en columnas compuestas encapsuladas
Ejemplo de diseño de empalme de columna
Conexiones en pórticos sismorresistentes
Efectos del sismo en las conexiones
Nuevos criterios de diseño para conexiones
Capacidad resistente de una conexión
Ductilidad en conexiones - ¿Cómo lograrlo?
Influencia de las cargas externas en las conexiones
La ductilidad y la demanda de ductilidad sísmica
Niveles de ductilidad según el EUROCODIGO EN 1998-1
Requisitos específicos que están relacionados con la ductilidad
estructural
Capacidad de evaluación de la rótula plástica
¿Cuáles son los requisitos de deformación rotacional para el diseño de
pórticos resistentes a momentos para el EUROCODIGO?
Niveles de ductilidad según el ANSI/AISC 341-22
¿Cuáles son los requisitos de deformación rotacional para el diseño de
pórticos resistentes a momentos para el ANSI/AISC 341-22?
¿Cuáles son los requisitos de capacidad resistente al corte según el
ANSI/AISC 341-22?
Calificación de la conexión
¿Cuáles son lo requisitos de deformación rotacional máximas para
conexiones para ANSI/AISC 341-22?
¿Cuáles son las coincidencia conceptuales entre el EUROCODIGO y el ANSI/AISC
341-22?
¿Cuál es la definición de ductilidad en una conexión?
Diseño de los tipos de conexiones
Conexiones precalificadas en concordancia con el código ANSI/AISC 358-22
¿Dónde se encuentra la articulación plástica en una conexión
precalificadas?
Momento plástico probable en la articulación plástica
Conexiones =>Conexiones de plancha soldada a columna y conectada a
alas superior e inferior de viga (Flanged-Plate =>Conexion o Bolted
Flange Plate Connection)
=>Estados límites de diseño para conexiones de plancha soldada a columna
y conectada a alas superior e inferior de viga (Flanged-Plate Conexion o
Bolted Flange Plate Connection)
=>Conexión de ala soldada sin reforzar y alma soldada “Welded
Unreinforced Flange – Welded Web Connection”
=>Conexión de Sección de Viga Reducida (RBS)
=>Conexión de plancha extrema apernada “Bolted extended end plate”.
Conclusiones
Ejemplos
=>Conexiones
=>Conexión rigida - NO PRECALIFICADA
Evaluación
Entrega de material del curso en formato digital - Incluye libro Entrega de certificado de asistencia
MODULO 8. Diseño estructural de naves industriales (AISC 360-22 ASCE
7-22)
Conceptual - Tipos =>Estructura para edificio (building)
=>Estructura industrial (nonbuilding)
=>Estructura industrial similar a estructura para edificio (nonbuilding
similar to building)
=>Estructura industrial no similar a estructura para edificio (nonbuilding
not similar to building)
Consideraciones de diseño de un edificio industrial, nave o galpón
=>Estructura en concreto estructural
=>Estructura en acero estructural
Ventajas de elegir una estructura metálica
Desventajas de elegir una estructura metálica
Edificaciones industriales apoyadas en otras estructuras
Bases de diseño
Componentes de una nave industrial
Componentes estructurales de una nave o galpón industrial
=>Fundaciones
=>Sistema de conexión estructura-fundación, planchas de apoyo,
pernos de conexión
Elementos verticales o columnas
=>Columnas de perfiles simples
=>Columnas de perfiles múltiples
=>Columnas reforzadas con perfiles y planchas yuxtapuestas
=>Columnas de perfil armado
=>Columnas de celosía
=>Columnas mixtas o compuestas
Elementos horizontales y/o inclinados o vigas
=>Vigas de perfiles simples
=>Vigas de perfiles múltiples
=>Vigas de perfiles reforzados
=>Vigas armadas y vigas cajón
=>Vigas de sección de alma aligerada o alveolares
=>Vigas de celosía
Morfología de una nave industrial
Configuraciones y morfologías estructurales
=>Estructuras articuladas compuestas de columnas con uniones articuladas
=>Porticos bi-articulados, con apoyos articulados y otros nodos internos
continuos o empotrados
=>Porticos tri-articulados, con apoyos articulados y otros nodos
internos también articulados
Uniones articuladas
=>Estructuras formando pórticos, compuestos de columnas con uniones
continuas
Uniones rígidas o empotradas
=>Estructuras rígidas aporticadas o pórticos continuos
=>Estructuras rígidas con celosía o cerchas
=>Estructuras rígidas formando pórticos o no, con la característica
principal de tener los techos o cubiertas en arco
=>Estructuras con techos o cubiertas sustentadas por tirantes
Sistemas de cerramientos
Cerramientos - Tipos
=>Tipos de cubiertas Cubiertas horizontales
=>Cubiertas inclinadas
=>Correas soportes de cubiertas
Cerramiento lateral o fachada
=>Tipos de cerramientos laterales mas comunes
Control de deflexiones en cerramientos
Diseño del cerramiento externo superior con el uso de láminas metálicas
y correas metálicas
Cargas y métodos de diseño
=>Combinaciones de carga para el diseño de las correas, se utilizan el
AISC
Ejemplos
=>Diseño del cerramiento externo superior con el uso de láminas
metálicas sobre correas metálicas
Ejemplo - Diseño de barras tensoras de correas
El diseño estructural - Responsabilidades - Incertidumbres
La estabilidad e integridad estructural
Deformaciones
Vibraciones
Resistencia al fuego
Fatiga de los materiales
Ruta de las cargas - Necesidad de conocer con exactitud
Métodos de análisis estructural
=>Análisis de primer orden, P-δ
=>Análisis de segundo orden, P-Δ
Clasificación y requisitos de diseño estructural de una nave industrial
El diseño sismorresistente de una nave industrial
Corte basal
Determinación de coeficiente de respuesta sísmica
Corte basal para estructuras no rígidas
Factor de importancia sísmica Ie y categoría de riesgo
Carga sísmica
Período fundamental
Distribución vertical de las fuerzas sísmicas
Deriva - Limitaciones
Deflexiones límites y separación entre estructuras
Anclajes en el concreto
Espectros de respuesta del sitio
Interacción sísmica entre componentes no estructurales
Ejemplo
Sistemas de cargas
Tipificación de las cargas aplicadas
La carga permanente
=>Cargas por las instalaciones de servicios de electricidad, tuberías,
etc
=>Cargas por cerramiento de paredes fijas
=>Cargas por tabiquería
=>Elementos movibles pero de permanencia indefinida
La carga variable
=>Carga de techo y elementos de apoyo
Carga por efectos térmicos
Combinaciones de cargas que se que utilizan el de diseño estructural por
LRFD
La presión del viento en las paredes
Carga de viento
=>Acción de carga del viento
=>Factores que influyen en la velocidad del viento
=>Evaluación de las presiones del viento
=>Expresión general de la acción del viento
Acciones sísmicas
=>Cargas mayoradas de diseño
Puente grúa
=>Cargas por puente grúa
=>Tipos de puente grúas
=>Cargas actuantes sobre la viga carrilera
=>Combinaciones de cargas para el diseño de vigas carrileras
=>Dimensiones óptimas de la viga carrilera
=>Rigidizadores del alma de vigas carrileras
=>Algunas consideraciones a tener presente en el diseño de vigas
carrileras
=>Factores para la determinación de las cargas por puente grúas
=>Tipos de cargas que producen las grúas puentes
===>Cargas verticales máximas y mínimas producidas por las grúas puente
sobre la viga carrilera
===>Cargas horizontales máximas y mínimas producidas por las grúas
puente sobre la viga carrilera
Ejemplo Estudio de cargas por viento para un galpón industrial
Sistemas de arriostramientos
Elementos mas comunes usados como arriostramientos o tirantes
Tipos de arriostramientos
=>Recomendación para el uso del tipo de arriostramiento
=>La incertidumbre entre cruces de San Andrés o cerchas tipo Pratt
=>Gobierno del diseño a compresión sobre el diseño a tensión
Arriostramiento horizontal
=>Arriostramiento horizontal del cerramiento de techo
=>Arriostramiento horizontal de las fundaciones
=>Arriostramiento horizontal del cerramiento superior o techo
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
horizontal
=>Variables que influyen en la carga de diseño del arriostramiento
horizontal
=>Detalles constructivos de conexión arriostramiento horizontal
Arriostramiento vertical
=>Ubicación y colocación del arriostramiento vertical
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
vertical de la columna por la acción del sismo =>Elementos de
arriostramiento vertical
=>Tipos de arriostramientos vertical contra las acciones horizontales
=>Tipos de arriostramientos vertical debido a la estructuración
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
vertical de columnas por la acción del viento
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
vertical de la columna por la acción del sismo
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
vertical de la viga de celosía por la acción del viento
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
vertical de la viga de celosía por la acción del sismo
Pórticos extremos
Cargas de diseño
Combinaciones de carga, se utilizan el AISC
Ejemplos
=>Diseño del arriostramiento horizontal
=>Diseño del arriostramiento vertical
Elementos estructurales verticales
Concepción estructural de las columnas
Ejes principales mayor y menor
Procedimiento para el predimensionado de la sección de una columna
Recomendaciones generales a tener en cuenta al predimensionar columnas
Cargas o acciones y combinaciones de cargas mayoradas sobre la
estructura
Definición de deflexiones y derivas máximas permitidas
Análisis de primer orden, P-δ
Análisis de segundo orden, P-Δ
Diseño de secciones de los componentes estructurales del pórtico
Ejemplo Diseño de una columna del pórtico principal de carga
Elementos estructurales horizontales
Vigas de celosía - Usos en naves o edificios industriales de una sola
planta
Para cerramientos horizontales o inclinados en cerramientos de cubiertas
de techo
Para cerramientos verticales o laterales
Para arriostramiento vertical y suministrar estabilidad general a la
estructura
Incertidumbres alrededor del uso de vigas de celosía para estructuras de
cubiertas de techo
Concepción estructural de las vigas de celosía
Punto de trabajo, work point o convergencia de los ejes en la unión de
columna-celosía
Variaciones y tipos de las vigas de celosía
Principios que rigen el comportamiento y el análisis de las vigas de
celosía
Diferenciación entre una viga de celosía y una cercha
Unión de las diagonales con los cordones superiores e inferiores
Modificación de una celosía para el paso de equipos
Ejemplo Diseño de una viga de celosía perteneciente al pórtico principal
de carga
Elementos de conexión estructura-fundación
Configuración de la conexión estructura-fundación, plancha base, pernos
de conexión
Ruta de carga y la transferencia de esfuerzos de la columna a la
fundación
Criterios de diseño
Estados límites de diseño
Dimensionamiento de una plancha base
Geometría de la plancha base
Espesor de la plancha base
Material de la plancha base
Soldadura de la plancha base
Esfuerzo de compresión por el estado límite de compresión del concreto
de la fundación
Plancha base sobre zapatas de fundación de concreto
Plancha base sobre pedestales de concreto
Criterios de diseño del AISC Sección J8
Planchas bases en losas de fundación
Hipótesis de trabajo de una plancha base
Características de la plancha base
Estados de carga de una plancha base
Diseño por carga axial a compresión pura, la existencia del momento es
nula
Predimensionado de la plancha base
Diseño por carga axial a compresión y el momento flector es moderado o
pequeño
Determinación del espesor de la plancha base
Diseño por carga axial a compresión y momento flector grande
Diseño por carga axial a tensión
Diseño por cortante
Corte por fricción entre la plancha base y la superficie del mortero de
nivelación o del concreto
Corte por aplastamiento del concreto contra la superficie de contacto de
la plancha de corte que se coloque debajo de la pancha base
Corte en los pernos de anclaje al concreto
Por tracción en horquillas y estribos en la fundación
Ejemplos
=> Ejemplo 1. Diseño de una plancha base de columna bajo carga axial
pura
=> Ejemplo 2. Diseño de una plancha base de columna bajo una carga de
momento flector moderado
=>Ejemplo 3. Diseño de una plancha base de columna bajo una carga de
momento flector grande
Elementos misceláneos
Pavimentos industriales
Pavimento de estacionamientos y vialidad interna
Fundaciones
Pedestales y soportes de tuberías
Puentes de tuberías o pipe racks
Ejemplos
=>Ejemplo 1 - Descripción del Proyecto
=>Ejemplo 2 - Estudio de las cargas
=>Ejemplo 3 - Estudio de las cargas para pórticos de carga
===>Ejemplo 3.1 - Estudio de las cargas para pórticos de carga en
dirección X
===>Ejemplo 3.2. - Diagramas de solicitaciones para pórticos de carga en
dirección X
=>Ejemplo 4 - Diseño de correas
=>Ejemplo 5 - Diseño de tensores de correas
=>Ejemplo 6 - Diseño de viga de contraviento transversal
=>Ejemplo 7 - Diseño de viga de contraviento longitudinal
=>Ejemplo 8 - Diseño del sistema de arriostramiento vertical lateral
===>Ejemplo 8.1 - Diseño del sistema de arriostramiento vertical lateral
para las vigas de celosía
===>Ejemplo 8.2 - Diseño del sistema de arriostramiento vertical lateral
para las columnas
=>Ejemplo 9 - Diseño de la viga de celosía del pórtico principal de
carga
=>Ejemplo 10 - Diseño de una columna del pórtico principal de carga
Evaluación
Entrega de material del curso en formato digital - Incluye libro.
Entrega de certificado de asistencia
MODULO 9. Diseño estructural - Puentes de tuberías o pipe-racks
(AISC 360-22 ASCE 7-22)
Introducción - Usos - Clasificación - Características
Consideraciones de diseño de un puente de tuberías Materiales de
construcción
=>Puentes de tuberías con estructura en concreto
=>Puentes de tuberías con estructura en acero
Ventajas de elegir una estructura metálica
Desventajas de elegir una estructura metálica
Consideraciones importantes para el diseño de un puente de tuberías
Puentes de tuberías o pipe racks apoyados en otras estructuras
Bases de diseño
Componentes de un puente de tuberías o pipe-racks
Elementos componentes estructurales de un puente de tuberías
Fundaciones
=>Sistema de conexión estructura-fundación, planchas de apoyo,
pernos de conexión
Elementos verticales
=>Columnas de perfiles simples
=>Columnas de perfiles múltiples
=>Columnas reforzadas con perfiles y planchas yuxtapuestas
=>Columnas de perfil armado
=>Columnas mixtas o compuestas
Elementos horizontales =>Vigas de perfiles simples
=>Vigas de perfiles múltiples
=>Vigas perfiles reforzados
=>Vigas armadas
=>Vigas de celosía
Sistemas de arriostramientos
Morfología de un puente de tuberías o pípe-racks
Configuraciones y morfologías estructurales
Estructuras articuladas compuestas de columnas con uniones articuladas
=>Uniones articuladas
Estructuras formando pórticos, compuestos de columnas con uniones
continuas
=>Uniones rígidas o empotradas
=>Estructuras rígidas aporticadas o pórticos continuos
=>Estructuras rígidas con celosía o cerchas
El diseño estructural de un puente de tuberías o pipe-racks
Filosofía del diseño
Cuantificación de las cargas
Materiales
Modelo y método de análisis estructural
Imperfecciones estructurales
La estabilidad e integridad estructural
Deflexiones o deformaciones
Vibraciones
Resistencia al fuego
Fatiga de los materiales
Efectos de la temperatura
Juntas de expansión por efectos de la temperatura
Ruta de las cargas y la necesidad de conocerlas con exactitud
Métodos de análisis
=>Análisis de primer orden, P-δ
=>Análisis de segundo orden, P-Δ
=>Consecuencias del efecto P-Δ
=>Análisis dinámico
Interacción entre el sistema de tuberías y la estructura
Objetivos perseguidos por cada especialidad al diseñar un puente de
tuberías
Dudas, ambigüedades, incongruencias y problemas que deben ser corregidos
en el diseño de un puente de tuberías
¿Qué tipo de estructura es un puente de tuberías o pipe-racks
Requisitos del diseño estructural
Parámetros para el diseño sísmico de un puentes de tubería
Corte basal
Determinación de coeficiente de respuesta sísmica
Corte basal para puentes de tuberías no rígidos
Factor Importancia sísmica Ie y categoría de riesgo
Carga sísmica
Período Fundamental
Distribución vertical de las fuerzas sísmicas
Distribución horizontal de las fuerzas sísmicas
Deriva y limitaciones
Deflexiones límites y separación entre estructuras
Efecto del desplazamiento sobre el sistema de tuberías
Anclajes en el concreto
Espectros de Respuesta del sitio
Interacción sísmica entre componentes no estructurales
Sistemas de cargas
Las cargas de diseño
Apoyos o soporte de tuberías
Cargas de diseño y el uso del puentes de tubería
Cargas permanentes
=>Carga permanente por peso propio de la estructura
=>Carga permanente en operación
=>Cargas permanentes para equipos
=>Elementos movibles pero de permanencia indefinida
Cargas variables
=>Cargas uniformes distribuidas para el predimensionado de un puente de
tuberías
=>Cargas uniformes distribuidas por pruebas hidrostáticas
=>Cargas uniformes distribuidas para predimensionado por bandejas
porta-cables
=>Carga variable en plataformas de acceso y mantenimiento
=>Carga variable en escaleras, descansos y pasillos de acceso
=>Carga de viento para el diseño de puentes de tuberías
Carga por efectos térmicos
Carga por anclaje de guías de tuberías para el diseño de puentes de
tuberías
Deflexiones o deformaciones de elementos
Carga de sismo para el diseño de puentes de tuberías
=>Criterios de diseño estructural para determinar las cagas sísmicas en
puentes de tuberías
=>Criterios de diseño estructural para determinar las cargas sísmicas
Cargas de montaje
Cargas por mantenimiento
Cargas mayoradas de diseño
Carga de fricción para el diseño de puentes de tuberías
Cargas ortogonales
Cargas por impacto, vibraciones y transporte
Ejemplo
Sistemas de arriostramientos
=>Elementos mas comunes usados como arriostramientos o tirantes
Tipos de arriostramientos
=>Recomendación para el uso del tipo de arriostramiento
=>La incertidumbre entre cruces de San Andrés o cerchas tipo Pratt
=>Gobierno del diseño a compresión sobre el diseño a tensión
Arriostramiento horizontal
=>Arriostramiento horizontal del cerramiento de techo
=>Arriostramiento horizontal de las fundaciones
=>Arriostramiento horizontal del cerramiento superior o techo
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
horizontal
=>Variables que influyen en la carga de diseño del arriostramiento
horizontal
=>Detalles constructivos de conexión arriostramiento horizontal
Arriostramiento vertical
=>Ubicación y colocación del arriostramiento vertical
=>Rigidez requerida
=>Elementos de arriostramiento vertical
=>Tipos de arriostramientos vertical contra las acciones horizontales
=>Tipos de arriostramientos vertical debido a la estructuración
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
vertical de columnas por la acción del viento
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
vertical de la columna por la acción del sismo
=>Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento
vertical de la viga de celosía por la acción del viento
Determinación de la carga última de diseño del arriostramiento vertical
de la viga de celosía por la acción del sismo
Pórticos extremos
Cargas de diseño
Combinaciones de carga, se utilizan el AISC
Elementos estructurales verticales
Concepción estructural de las columnas
Ejes principales mayor y menor
Procedimiento para el predimensionado de la sección de una columna
=>Predimensionado de columna Paso 1 - Seleccione una sección arbitraria
=>Predimensionado de columna Paso 2 - Determinar relaciones de esbeltez
para cada eje
=>Predimensionado de columna Paso 3 - Determinar los valores límites de
esbeltez
=>Predimensionado de columna Paso 4 - Determinar la capacidad de carga
axial a compresión nominal
=>Predimensionado de columna Paso 5 - Comparar de la carga axial nominal
con la carga mayorada de diseño axial aplicada
=>Recomendaciones generales a tener en cuenta al predimensionar columnas
Cargas o acciones sobre la estructura
Combinaciones de carga
Definición de deflexiones y derivas máximas permitidas
Selección de los datos para el diseño estructural de los componentes del
pórtico
Análisis de primer orden, P-δ
Análisis de segundo orden, P-Δ
Diseño de secciones de los componentes estructurales del pórtico
Tipos de conexiones de momento en nodo columnas-viga
Ejemplo
Elementos estructurales horizontales
=>Vigas de alma llena - Usos en puente de tuberías o pipe-racks
=>Vigas de celosía - Usos en puentes de tuberías o pipe-racks
=>Para uso como vigas de carga
=>Para arriostramiento vertical y suministrar estabilidad general a la
estructura
Incertidumbres alrededor del uso de vigas de celosía para estructuras de
cubiertas de techo
=>Concepción estructural de las vigas de celosía
=>Punto de trabajo, work point o convergencia de los ejes en la unión de
columna-celosía
=>Variaciones y tipos de las vigas de celosía
=>Principios que rigen el comportamiento y el análisis de las vigas de
celosía
=>Diferenciación entre una viga de celosía y una cercha
=>Unión de las diagonales con los cordones superiores e inferiores
=>Modificación de una celosía para el paso de equipos
Apoyos extras por tuberías de grandes diámetros y altas temperaturas
Estructura de puente de tuberías (pipe racks) con sistema de tuberías
convencionales
Estructura de puente de tuberías (pipe racks) con sistema de tuberías de
grandes diámetros y altas temperaturas
Ejemplo
Elementos de conexión estructura-fundación
Configuración de la conexión estructura-fundación, plancha base, pernos
de conexión
=>Ruta de carga y la transferencia de esfuerzos de la columna a la
fundación
=>Criterios de diseño
=>Estados límites de diseño
=>Dimensionamiento de una plancha base
=>Geometría de la plancha base
=>Espesor de la plancha base
=>Material de la plancha base
=>Soldadura de la plancha base
=>Esfuerzo de compresión por el estado límite de compresión del concreto
de la fundación
=>Plancha base sobre zapatas de fundación de concreto
=>Plancha base sobre pedestales de concreto criterios de diseño del AISC
Sección J8
=>Planchas bases en losas de fundación
=>Hipótesis de trabajo de una plancha base
=>Características de la plancha base
=>Estados de carga de una plancha base
=>Diseño por carga axial a compresión pura, la existencia del momento es
nula
=>Predimensionado de la plancha base
=>Diseño por carga axial a compresión y el momento flector es moderado o
pequeño
=>Determinación del espesor de la plancha base
Diseño por carga axial a compresión y momento flector grande
Diseño por carga axial a tensión
Diseño por cortante
=>Corte por fricción entre la plancha base y la superficie del mortero
de nivelación o del concreto
=>Corte por aplastamiento del concreto contra la superficie de contacto
de la plancha de corte que se coloque debajo de la pancha base
=>Corte en los pernos de anclaje al concreto
=>Por tracción en horquillas y estribos en la fundación
Ejemplo
Elementos misceláneos
=>Pavimentos industriales
=>Pavimento de estacionamientos y vialidad interna
=>Fundaciones
=>Pedestales y soportes de tuberías
Evaluación
Entrega de material del curso en formato digital - Incluye libro.
Entrega de certificado de asistencia
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