1. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1.1.1
Recopile información acerca de inducción estructural y efectúe un ensayo sobre las
configuraciones estructurales vs el tipo de aplicaciones. Agregue la bibliografía
consultada.
En diseño estructural se debe tomar en cuenta la resistencia de los materiales o mecánica de los cuerpos
deformables que directamente se basa en el comportamiento de los materiales de acuerdo a su geometría
resistencia a deformaciones o desplazamientos por unidad de longitud, cabe resaltar que también entra en
este análisis las propiedades del material.
En el cálculo de estructuras se debe brindar estabilidad y resistencia, porque estas se encuentran
sometidas a varios tipos de carga entre ellas las cargas vivas, muertas y cargas accidentales.
Las cargas vivas son variables tanto en magnitud como en posición, estas cargas tienen diferentes
especificaciones para sus usos específicos. Y son: Cargas vivas máximas, Cargas vivas instantáneas,
Cargas vivas medias, Cargas vivas para estructuras especiales y Cargas vivas de impacto. Como ejemplo
al diseñar un piso éste tendrá un fin específico para el cual es diseñado ya sea un comedor, salón de
eventos o simplemente para vivienda, no será lo mismo un diseño para un salón de eventos para 80
personas, en este caso la carga viva es mucho más alta.
Las cargas muertas son aquellas que permanecen prácticamente constantes durante la vida útil de la
estructura, éstas no cambiarán ni en magnitud ni en posición, un ejemplo de éstas son los pesos mismos
de la estructura.
Cargas Accidentales, en este caso son consideradas imprevistas como los sismos o vientos
extremadamente fuertes. Claro está que en nuestra localización geográfica no existen riesgos de vientos
huracanados.
En estructuras metálicas el material más utilizado es el Acero de alta resistencia, elasticidad, precisión
dimensional, ductibilidad, tenacidad, rapidez de montaje, disponibilidad en el mercado de secciones,
tamaños y espesores, costo de recuperación y por último se puede prefabricar estructuras parciales y
totales.
El acero A36 es una aleación de Carbono con propósito general muy utilizado en diversas aplicaciones en
Ingeniería como es la parte estructural, aunque existen muchos otros aceros superiores en resistencia.

2. Éste acero se basa en la norma ASTM (American SocietyforTesting and Materials). El acero A36, tiene
una densidad de 7860 kg/m3
(0.28 lb/in3
).
El acero A36 en barras, planchas y perfiles estructurales con espesores menores de 8 plg (203.2 mm) tiene
un límite de fluencia mínimo de 250 MPA (36 ksi), y un límite de rotura mínimo de 410 MPa (58 ksi).
Las planchas con espesores mayores de 8 plg (203.2 mm) tiene un límite de fluencia mínimo de 220 MPA
(32 ksi), y el mismo límite de rotura pero de todos modos se rompe.
Las propiedades mecánicas de los materiales son las características esenciales que permiten diferenciar un
material de otros, desde el punto de vista del comportamiento mecánico de los materiales en ingeniería,
también hay que tener en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los diferentes
procesos de mecanizados que pueda tener.
Entre estas características mecánicas y tecnológicas destacan:Resistencia a esfuerzos de tracción,
compresión, flexión y torsión, así como desgaste y fatiga, dureza, resilencia, elasticidad, tenacidad,
fragilidad, cohesión, plasticidad, ductilidad, maleabilidad, porosidad, magnetismo.
Las facilidades que tenga el material para soldadura, mecanizado, tratamiento térmico así como la
resistencia que tenga a los procesos de oxidación, corrosión. Asimismo es interesante conocer el grado de
conductividad eléctrica y la conductividad térmica que tenga y las facilidades que tenga para formar
aleaciones.
DISEÑO ESTRUCTURAL O ELÁSTICO
Diseño Plástico.- Las cargas P que se multiplican por Fc> 1 y por otro lado la resistencia del elemento se
obtiene nominalmente considerando su capacidad última de falla (Rn).
Este diseño es comúnmente llamado “diseño por factores de carga y resistencia” pues si en lugar de elegir
la resistencia a la ruptura (Fu) tomamos el esfuerzo de fluencia (Fy) obtenemos un diseño elástico.
Diseño por el Método Lrfd.-Este método consiste el diseñar los elementos al límite de falla que aseguran
la resistencia mecánica del elemento estructural ante el colapso.
Los factores de 1,4 para carga muerta, 1,4 para carga viva, 1,1 para carga por viento y 1 para carga de
sismo.
Los factores de resistencia son diferentes para cada caso, pero generalmente se utiliza un factor de 0,75 en
general para todas las aplicaciones.
TIPOS DE ESTRUCTURAS
Tipo 1.-Comúnmente estructuras continuas, los miembros que las componen están unidad por conexiones
rígidas (NODOS RIGIDOS). Tales conexiones deben ser capaces de transmitir cuando menos 1,25 veces
el momento, las fuerzas normales y cortantes de diseño de cada uno de los miembros que unen la
conexión.
Tipo2.- Comúnmente armaduras, unidas con conexiones que permiten rotaciones relativas, siendo
capaces de transmitir el 100% de las fuerzas normales y cortantes, así como momentos no mayores del
20% de los momentos resistentes de diseño de los miembros que une la conexión.
Las estructuras TIPO 1, se pueden analizar por los métodos elásticos o plásticos para este último deberán
cumplirse las siguientes condiciones: Fy< 0,8 Fu.
Bibliografía:
Joseph E. Shigley, Charles R. Mischke/ “Diseño en Ingeniería Mecánica”/ 6ta
Edición/ Parte 2/
prevención de fallas/ Cap. 5/ Materiales.
James M. Gere/ “Mecánica de Materiales”/ 5ta
Edición/ Cap. 1/ Tensión, Compresión y Cortante

3. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1.1.2
En la página de Youtube descubra los videos relacionados con croquizado y
modelado de estructuras en Autodesk Inventor, realice una guía de comandos a
utilizarse para el efecto (máximo dos hojas).
Para elaborar una estructura en Inventor seguimos los siguientes pasos:
1.-Ejecute el programa, seleccione el icono para abrir un archivo nuevo.
2.- Aparece una ventana con varios tipos de archivo para su fácil ejecución y selección.
3.- Seleccionamos el archivo de tipo Estandar.ipt que contiene una pieza en 2D o 3D.
4.-En el entorno de boceto, tenemos los iconos en la parte superior de todas las opciones para dibujar
líneas, círculos, polígonos, puntos, etc.
5.- Para elaborar una estructura utilizamos líneas dentro de un plano, también podemos utilizar una
proyección del plano donde trabajamos y elaborar un boceto de la misma figura o de otro tipo de plano.
6.- El boceto es realizado en plano 2D o también podemos realizar en un plano 3D en donde nos aparece
una ventana para colocar las distancias en X, Y y Z. según las medidas necesarias.
7.- Una vez realizado el “esqueleto” de la estructura, finalizamos el boceto y procedemos a guardar el
archivo en una carpeta que contenga solo los archivos del proyecto. Este archivo se guardara con formato
ipt.
8.- Abrimos un archivo en formato iam, e insertamos el bosquejo del “esqueleto” de la estructura en el
icono de los componentes de ensamble. Seleccionamos el archivo ipt que guardamos en la carpeta y
seleccionamos abrir.

4. 9.- Abierto el archivo iam. Guardamos el archivo con un nombre en la carpeta que designamos para el
proyecto que estamos realizando desde el principio.
10.- En las pestañas de la parte superior seleccionamos la pestaña de “Diseño” donde nos aparece varias
opciones de diseño y ensamble de piezas y partes. Seleccionamos la opción de Insertar perfiles o cuadros.
11.- Nos aparece una pestaña donde tenemos las opciones para seleccionar las normas de diseño de
perfiles, los perfiles como tal para cada norma, el material que se puede insertar y una opción de color del
material.
12.- En esta pestaña también encontramos una orientación del perfil a insertar, es decir, si queremos en el
centro de la línea, a la izquierda, derecha, arriba y abajo, dependiendo del uso de la estructura.
13.- Una vez insertado el perfil necesario, seleccionamos todas las aristas de nuestra estructura en
“esqueleto”, aplicamos los perfiles y aceptamos.

5. 14.- Observamos que los perfiles no se juntan o se besan entre ellos, por esta razón aplicamos la opción
de juntar elementos para dar un terminado de unión a 45 grados en cada una de las esquinas o donde sea
necesario.
15.- Una vez unido los perfiles, estos pueden quedar salidos, ya sea lateralmente o frontalmente, para
corregir esto, seleccionamos el icono de cortado de perfil.
16.- Si deseamos cortar un perfil hasta una cara del otro perfil, seleccionamos la opción de corte
extendido. Con estas correcciones de diseño, podemos dar el acabado real de una estructura.
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1.1.3
Ejecute el modelado de dos estructuras con aplicaciones diferentes y guárdelas en
el formato. ipt (formato de Autodesk Inventor para “partes”) (entrega virtual).
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1.1.4
Escriba 10 argumentos que se refieren a la variación de la resistencia mecánica en
función a la geometría y material de los componentes de una estructura para una
aplicación determinada máximo una hoja.
1.- La resistencia que opone una barra a los diferentes tipos de deformación depende no sólo de su
material, sino también de:
(a) la orientación de sus ejes,
(b) de la forma de su sección transversal,
(c) de la dirección del plano donde actúan las cargas con respecto a la ubicación de sus ejes principales de
inercia.
2.- Las principales características geométricas de las secciones transversales de una barra que interesan
son: Área de la Sección Transversal, Momentos de Inercia, Momentos Estáticos, Esfuerzos Axiales,
Esfuerzos de Flexión y Torsión Esfuerzos de Corte.
3.- En el caso de la parada de bus como en las escaleras metálicas podemos ocupar lo que es tubo redondo
y cuadrado pero tomando en cuenta de que la sección transversal esté paralela al piso, teniendo el tubo
cuadrado y redondo a compresión,

6. 4.- Que las cargas sean longitudinales y no transversales porque de acuerdo a esto el tubo falla cuando se
lo coloca como viga en vez de columna, porque tiende a deformarse, éste caso en particular por la mala
utilización del tubo se evidenció en el paso peatonal de la estación de la Y del trolebús, con sólo pasar los
peatones el puente en su totalidad comenzaba a flejar.
5.- Las propiedades mecánicas de los materiales son las características esenciales que permiten
diferenciar un material de otros, desde el punto de vista del comportamiento mecánico de los materiales
en ingeniería, también hay que tener en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los
diferentes procesos de mecanizados que pueda tener.
6.- Entre estas características mecánicas y tecnológicas destacan:Resistencia a esfuerzos de tracción,
compresión, flexión y torsión, así como desgaste y fatiga, dureza, resiliencia, elasticidad, tenacidad,
fragilidad, cohesión, plasticidad, ductilidad, maleabilidad, porosidad, magnetismo.
7.- Las facilidades que tenga el material para soldadura, mecanizado, tratamiento térmico así como la
resistencia que tenga a los procesos de oxidación, corrosión. Asimismo es interesante conocer el grado de
conductividad eléctrica y la conductividad térmica que tenga y las facilidades que tenga para formar
aleaciones.
8.- El acero A36 es una aleación de Carbono con propósito general muy utilizado en diversas aplicaciones
en Ingeniería como es la parte estructural, aunque existen muchos otros aceros superiores en resistencia.
Éste acero se basa en la norma ASTM (American SocietyforTesting and Materials). El acero A36, tiene
una densidad de 7860 kg/m3
(0.28 lb/in3
).
9.- El acero A36 en barras, planchas y perfiles estructurales con espesores menores de 8 plg (203.2 mm)
tiene un límite de fluencia mínimo de 250 MPA (36 ksi), y un límite de rotura mínimo de 410 MPa (58
ksi).
10.- Las planchas con espesores mayores de 8 plg (203.2 mm) tiene un límite de fluencia mínimo de 220
MPA (32 ksi), y el mismo límite de rotura pero de todos modos se rompe.