1. Análisis estructural
PROFESOR:
 Juan Carlos Durand Porras
INTEGRANTES:
 Rivera Rivera ,Elvis

2. 2016
Resumen
Análisis estructural se refiere al uso de las ecuaciones de la resistencia de
materiales para encontrar los esfuerzos internos, deformaciones y tensiones que
actúan sobre una estructura resistente, como edificaciones o esqueletos
resistentes de maquinaria. El análisis estructural debe adoptar, en cada caso,
los modelos e hipótesis fundamentales de cálculo apropiados para
aproximar el comportamiento real de las estructuras con la precisión
necesaria para asegurar la no superación del estado límite considerado.

3. Palabras Claves
Análisis estructural: Se refiere al uso de las ecuaciones de la resistencia de
materiales para encontrar los esfuerzos internos, deformaciones y tensiones que
actúan sobre una estructura resistente, como edificaciones o esqueletos
resistentes de maquinaria.
Deformación: Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido
a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo
o la ocurrencia de dilatación térmica.
Esfuerzo interno: O esfuerzos de sección son magnitudes físicas con unidades
de fuerza sobre área utilizadas en el cálculo de piezas, como vigas o pilares y
también en el cálculo de placas y láminas.
Tensión: Es la fuerza con que una cuerda o cable tenso tira de cualquier cuerpo
unido a sus extremos. Es una acción que puede modificar el estado de reposo o
de movimiento de un cuerpo.

4. Compresión: Es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de
un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una
reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en
determinada dirección
Introducción
El Análisis Estructural, es una ciencia que se encarga de la elaboración
de métodos de cálculo, para determinar la resistencia, rigidez,
estabilidad, durabilidad y seguridad de las estructuras, obteniéndose los
valores necesarios para un diseño económico y seguro.
Como ciencia, el análisis estructural inició su desarrollo en la primera
mitad del siglo XIX, con la activa construcción de puentes, vías ferroviarias,
presas y naves industriales. La inexistencia de métodos de cálculo de tal tipo de
estructuras, no permitió proyectar estructuras ligeras, económicas y seguras.
En el Análisis Estructural se resuelven estructuras en el plano y en el
espacio. Generalmente, para el cálculo de estructuras en el plano se tiende a

5. dividir en elementos planos, debido a que su cálculo es mucho más
sencillo. En cambio, para el cálculo de estructuras espaciales, será necesario
analizar grandes fórmulas y ecuaciones, lo que dificulta su metodología, pero
en la actualidad, con el uso de la informática esto es más sencillo, siendo muy
importante la interpretación de los resultados.
Asimismo, el Análisis Estructural se divide en problemas lineales y no-
lineales, distinguiéndose la no-linealidad geométrica y no-linealidad física. La
no-linealidad geométrica surge cuando existen grandes desplazamientos y
deformaciones de los elementos. La no-linealidad física se produce cuando no
existe una dependencia proporcional entre los esfuerzos y deformaciones, esto
es, cuando se utilizan materiales inelásticos, lo que es característico en todas las
construcciones.
Otra de las líneas de investigación del Análisis Estructural, es la
interacción suelo-estructura, lo cual describe el trabajo real de las obras,
considerándose al suelo como un semiespacio elástico, lo que influye en la
redistribución de esfuerzos por toda la construcción. Esta línea de investigación
usa los modelos matemáticos y físicos, teniendo aún un sin número de
espectros por resolver, que merecen un trabajo científico serio.
Desarrollo del tema y metodología
Para realizar el análisis instrumental se idealizan tanto la geometría de la
estructura como las acciones y las condiciones de apoyo mediante un modelo

6. matemático adecuado que debe, asimismo, reflejar aproximadamente las
condiciones de rigidez de las secciones transversales, de los elementos, de sus
uniones y de los apoyos en el terreno.
Cuando sea preciso realizar análisis dinámicos, los modelos estructurales deben
además considerar las características de masa, rigidez, resistencia y
amortiguamiento de cada elemento estructural, así como las masas de los demás
elementos no estructurales.
Los modelos estructurales deben permitir la consideración de los efectos de los
desplazamientos y deformaciones en aquellas estructuras, o partes de ellas, en
las que los efectos de segundo orden incrementen significativamente los efectos
de las acciones.
En ciertos casos, el modelo debe incluir, además, en sus condiciones de rigidez
la consideración de:
(a)La respuesta no lineal del material fuera del rango elástico.
(b)Los efectos del arrastre de cortante y de la abolladura en paneles de chapa.
(c) Los efectos de la catenaria (utilizando por ejemplo un módulo de elasticidad
reducido) y de las deformaciones en las estructuras con cables.
(d)La deformabilidad a cortante de ciertos elementos estructurales.
(e)La rigidez de las uniones.
(f) La interacción suelo-estructura.
En algunos casos los resultados del análisis estructural pueden experimentar

7. variaciones sensibles respecto a posibles oscilaciones de ciertos parámetros del
modelo, o de las hipótesis de cálculo adoptadas. (Castro, 2009)
a) Modelización de los elementos
Para el análisis, los elementos estructurales se clasifican en unidimensionales,
cuando una de sus dimensiones es mucho mayor que las restantes,
bidimensionales, cuando una de sus dimensiones es pequeña comparada con las
otras dos, y tridimensionales cuando ninguna de sus dimensiones resulta
sensiblemente mayor que las otras.
En estructuras metálicas la mayoría de los elementos pueden considerarse
unidimensionales (vigas, soportes, arcos, vigas balcón, rigidizadores, elementos
de estructuras triangulares, etc.) o bidimensionales (paneles, diafragmas, placas,
láminas, basas, cartelas, etc.). A su vez, para el análisis de cierto tipo de efectos
(abolladura por ejemplo), sometidos a acciones en su plano. Para que un
elemento metálico pueda considerarse unidimensional su longitud debe ser,
como mínimo, el doble del canto total. (Wallace & Anthony, 2008)
Constantes estáticas de las secciones transversales

8. En elementos unidimensionales, las constantes estáticas a considerar son el área,
los momentos de inercia respecto de ejes principales.
El área de cortante y los efectos de distorsión de la sección y de la torsión de
alabeo sólo necesitan tenerse en cuenta en algunos casos especiales.
Los efectos del arrastre por cortante y de la abolladura sobre la rigidez de los
elementos deben considerarse cuando afecten significativamente a los resultados
del análisis estructural. El efecto del arrastre por cortante en las alas puede
tenerse en cuenta a través del uso de unos anchos eficaces para las mismas.
Consideración de los efectos de la distorsión en elementos de sección
cerrada
En elementos sometidos a torsión, y en las zonas de aplicación de cargas
concentradas de cierta entidad, deben considerarse los efectos derivados de las
deformaciones por distorsión de la sección transversal.
En general, para controlar la magnitud de dichos efectos en secciones cerradas
(vigas cajón, por ejemplo), suele resultar necesario disponer un sistema interno
de rigidez transversal mediante unos elementos transversales llamados
diafragmas, que pueden ser marcos, triangulaciones o vigas de alma llena.

9. Pueden despreciarse los efectos de la distorsión cuando la propia rigidez de la
sección transversal (perfiles tubulares, por ejemplo), y/o de los eventuales
diafragmas dispuestos, limiten los efectos de la distorsión por debajo del 10% de
los efectos de la flexión en el elemento considerado bajo las acciones localizadas
o excéntricas correspondientes.
En presencia de acciones dinámicas, los efectos de la distorsión sobre los
elementos, y sus posibles diafragmas, deben considerarse siempre en el control
del Estado Límite de Fatiga de la estructura.
Rigidez a torsión de secciones semi-cerradas con triangulaciones o marcos
en alguna de sus caras
Es el caso de las subsecciones metálicas abiertas de secciones cajón mixtas que,
en fases constructivas, cierran provisionalmente su circuito de torsión mediante
triangulaciones o marcos tipo Vierendel en alguna de sus caras. También puede
tratarse de elementos puramente metálicos que incluyan dichas disposiciones
(torres, soportes compuestos, por ejemplo).
b) Modelización de la rigidez de las uniones
En función de su rigidez relativa con respecto a las de los elementos a unir, las
uniones se clasifican en: articulaciones, uniones rígidas o empotramientos y
uniones semirrígidas, cuya deformabilidad queda caracterizada por sus
diagramas momento-rotación.

10. En el caso de uniones semirrígidas el modelo estructural debe ser capaz de
reproducir los efectos de su comportamiento sobre la distribución de esfuerzos
en la estructura y sobre las deformaciones globales de la misma, salvo que sean
poco significativos.
En general, el diseño de las uniones se estudiará para minimizar en lo posible las
excentricidades entre los ejes baricéntricos de los elementos conectados, de
forma que se minimicen los esfuerzos secundarios debidos a la posible rigidez
de las uniones.
c) Modelización de la rigidez de las cimentaciones
En aquellas estructuras cuyo comportamiento resulte afectado significativamente
por las condiciones de deformabilidad del terreno de cimentación, el análisis
deberá abordarse mediante modelos estructurales que incorporen adecuadamente
los efectos de la interacción suelo-estructura.
Cuando la respuesta estructural pueda verse sensiblemente afectada por
variaciones posibles de los parámetros de deformación del terreno respecto a su
valor medio estimado, el análisis estructural deberá realizar un análisis de
sensibilidad para asegurar una correcta respuesta de la estructura dentro del
rango de probable oscilación de dichos parámetros.

11. La modelización de la rigidez de los vínculos entre cimentación y terreno puede
realizarse mediante muelles elásticos o no lineales (frente a desplazamientos
horizontales, verticales y rotaciones). Cuando la respuesta estructural se vea
sensiblemente afectada por la interacción con el terreno, el diseño de la
estructura deberá cubrir las incertidumbres del modelo garantizando la suficiente
ductilidad de su respuesta global, así como de los diferentes elementos afectados
y de sus uniones. (Ministerio de Fomento, 2007)
Resultados
Se entiende por análisis de una estructura el proceso sistemático que concluye
con el conocimiento de las características de su comportamiento bajo un cierto
estado de cargas; se incluye, habitualmente, bajo la denominación genérica de
estudio del comportamiento tanto el estudio del análisis de los estados tensional
y deformacional alcanzados por los elementos y componentes físicos de la
estructura como la obtención de conclusiones sobre la influencia recíproca con
el medio ambiente o sobre sus condiciones de seguridad.
Conclusiones

12. Para resolver un problema de análisis estructural es necesario hacer tanto un
estudio matemático, para determinar las cargas y esfuerzos que afectan a la
estructura, como un estudio arquitectónico, para determinar el material a utilizar
en la construcción de la estructura así como sus dimensiones.
En este trabajo nos centraremos exclusivamente en el análisis matemático, con el
cual obtendremos los valores que nos indicarán si efectivamente las estructuras
pueden resistir los esfuerzos a los que van a estar sometidos, además de
determinar la deformación física que pudiera sentir a raíz de esos esfuerzos.
Referencias
Castro,(2009). Metodo de desplazamientos. En D. G. Castro, Analisis Estructural
(págs. 141-192). Lima, Peru.

13. Ministerio de Fomento. (2007). Analisis estructural. En Instruccion de acero
estructural (págs. 36-66). Barcelona: CPA.
Wallace, & Anthony, (2008). Estructuras de equilibrio. En F. Wallace, & B.
Anthony, Mecanica para ingenieria. Estatica (págs. 258-268). Mexico:
Pearson Educacion de Mexico, S.A de C.V.