1. El documento presenta información sobre el análisis estructural y diseño estructural, incluyendo combinaciones de cargas, idealización de estructuras, tipos de conexiones y soportes, y el principio de superposición. 2. Se describen los tipos de conexiones como articuladas, fijas y empotradas, y cómo estas restringen diferentes grados de movimiento y generan reacciones. 3. El principio de superposición es fundamental para el análisis estructural y permite determinar los esfuerzos y reacciones de

2. DISEÑO
ESTRUCTURAL

3. DISEÑO ESTRUCTURAL
DEP
• CARGA MUERTA
• 0.6 (CARGA MUERTA) + 0.6 (CARGA DE VIENTO)
• 0.6 (CARGA MUERTA) + 0.7 (CARGA SÍSMICA)
DFCR
• 1.4 (CARGA MUERTA)
• 1.2 (CARGA MUERTA) + 1.6 (CARGA VIVA) + 0.5 (CARGA DE NIEVE)
• 0.9 (CARGA MUERTA) + 1.0 (CARGA DE VIENTO)
• 0.9 (CARGA MUERTA) + 1.0 (CARGA SÍSMICA)
En todos estos casos se considera que las combinaciones proporcionan una carga máxima
pero real sobre la estructura

4. Es importante siempre tener en cuenta que es lo que
buscamos al realizar el análisis estructural, de esta
forma nos enfocaremos en definir la información
necesaria para obtener un resultado confiable. Por lo
tanto por medio del análisis estructural pretendemos
predecir el comportamiento de cualquier elemento
estructural o conjunto de elementos estructurales,
comportamiento que enmarcamos en la determinación
de reacciones, esfuerzos internos y deformaciones.

5. Estructura idealizada
El análisis exacto de una estructura es imposible de realizar, debido a que debemos de realizar
estimaciones de las cargas y la resistencia de los materiales que componen la estructura.
Los elementos estructurales se unen de diversas
maneras dependiendo de la intención del
diseñador. Los tres tipos de juntas que se
especifican con mayor frecuencia son la junta
articulada; el soporte de rodillo y la junta fija.
Concepto
• Se entiende por idealización de estructuras al proceso de reemplazar una estructura real por un
sistema simple susceptible de análisis se llama idealización estructural.
• Se comprende por idealización estructural al análisis de estructuras donde veremos algunos puntos
tales como:
• Idealización geométrica.
• Idealización mecánica.
• Idealización de vínculos.
• Idealización delos materiales.
• Idealización de las solicitante.

6. IDEALIZACIÓN
GEOMÉTRICA
• Se basa en la simplificación de las dimensiones y formas de la estructura real, se
sustituyen las piezas por su directriz simplificando el sistema estructural en los casos de
sección variable o directriz curva, para poder realizar nuestros cálculos más precisos
posibles cada elemento deberá estar conectado por nodos y estos se ubicarán en
intersecciones de ejes de elementos, en irregularidades geométricas y en condiciones de
borde.
Figura 1: Piezas de sección constante y de sección curva
Figura 2: Piezas de zonas rígidas de la viga y de distinta sección

7. IDEALIZACIÓN MECÁNICA
• Estas se apreciarán con su aproximación en el comportamiento mecánico de
los materiales, y a su vez estará relacionado con la estimación de su módulo
de elasticidad y corte (E) y (G), etc. Esta idealización se hace con el fin de
evitar errores en la rigidez y deformación de la estructura.
• Se define por los desplazamientos de los nudos y deformaciones en la barra
según el problema analizado.
Figura 3: Idealización de un puente volumétrico.

8. ANALISIS DE ESTRUCTURAS ESTÁTICAMENTE
DETERMINADAS
ESTRUCTURA IDEALIZADA
MODELAR O IDEALIZAR
UNA ESTRUCTURA A FIN DE
PODER EFECTUAR UN
ANALISIS DE FUERZAS DE
LOS ELEMENTOS

9. Conexiones de soporte (apoyo)

10. El ejemplo más claro es el de los cimientos que unen la estructura con el terreno que le sirve de
sustento. Pero hay apoyos y enlaces, no solo para el global de la estructura, sino también en las
uniones entre diversos elementos estructurales (entre viga y pilar, entre pilar y cimiento, entre
barras de una celosía, entre los elementos mecánicos de una máquina…).
Las restricciones al movimiento están asociadas a fuerzas de reacción o reacciones de los
enlaces, que son las acciones necesarias para impedir o coaccionar los movimientos que los
enlaces restringen. Estas fuerzas se denominan de reacción porque sólo se producen como
reacción o respuesta a un intento de realizar el movimiento que el enlace prohíbe.

11. Soporte simple o articulado.- La reacción corresponde a la que se produce entre dos
superficies tangentes que se tocan en un punto, permitiendo el deslizamiento relativo
entre ambas. Es libre el movimiento en la dirección del eje x, así como el giro en el
plano xy. La reacción es una fuerza perpendicular al plano x.

12. Apoyo doble, o apoyo articulado fijo.
El desplazamiento está impedido en el eje x y en el eje y. Las reacciones son en las
direcciones de estos dos ejes. Sólo se permite el giro.

13. Empotramiento
En este caso no se permiten movimientos en las direcciones x e y, así como tampoco el
giro. Las reacciones son fuerzas en la dirección de x y de y, así como un momento que
impide el giro en ese punto.

15. No puede subir ni
bajar , tiene
reacción en el eje
¨Y¨.
No puede subir ni bajar , tiene
reacción en el eje ¨Y¨.
No se puede mover de
izquierda a derecha, tiene
reacción en el eje ¨X¨.
No puede subir ni bajar , tiene
reacción en el eje ¨Y¨.
No se puede mover de
izquierda a derecha, tiene
reacción en el eje ¨X¨.
No puede girar, porque tiene
un momento

16. Tipos de conexión para estructuras
Estos cuatro tipos de soporte se encuentran sobre una
superficie horizontal, por lo tanto se considere que no
hay fricción a lo largo del eje horizontal. Vamos a tener
una reacción similar.

17. Tipos de conexión para estructuras
El collarín se puede mover hacia arriba y
hacia abajo. Al tener superficies lisas en
ambos casos, no existe fuerza de fricción
que impide el movimiento, pero existirá una
fuerza limitante.
Estos cuatro tipos de soporte se
encuentran sobre una superficie horizontal,
por lo tanto se considere que no hay
fricción a lo largo del eje horizontal. Vamos
a tener una reacción similar.

18. Tipos de conexión para estructuras

19. CARGAS TRIBUTARIAS
Cuando las superficies planas como paredes, pisos o
techos están soportadas por un marco estructural, es
necesario determinar las formas en que se transmite la
carga sobre estas superficies hacia los diversos
elementos estructurales utilizados para su soporte. En
general, existen dos formas en las que puede hacerse
esto.

20. CARGAS TRIBUTARIAS
Sistema de una dirección:
Una losa o una cubierta que se apoya de tal
manera que transfiere su carga a los
elementos de soporte mediante una acción
en un solo sentido, se conoce como una losa
en una dirección.
Son elementos estructurales cuyas
dimensiones en planta son relativamente
grandes en comparación con su peralte. Las
losas que funcionan en una dirección, son
aquellas que trabajan únicamente un la
dirección perpendicular a los apoyos, esto
sucede cuando en una losa existe un lado
que es dos veces o más de dos veces
grande que el otro lado. Esto se define como
la relación.
Son cargas que se encuentran
cuando las superficies planas están
soportadas por un marco
estructural y es necesaria
determinar la forma en que se
transmiten.

21. Un sistema se considera que trabaja en una dirección cuando se cumple una de las siguientes condiciones:
• Cuando tiene dos bordes libres, sin apoyo vertical, y tiene vigas o muros, en los otros dos bordes opuestos aproximadamente
paralelos.
• Cuando el panel de losa tiene forma aproximadamente rectangular con apoyo vertical en sus cuatros lados, con una relación de la
luz larga a la luz corta mayor que 2.
• Cuando una losa nervada tiene sus nervios principalmente en una dirección.
• Para determinar el espesor de una losa armada en una dirección se puede efectuar un análisis de deflexiones.
DISEÑO LOSA EN UNA DIRECCIÓN

22. SISTEMADEUNADIRECCIÓN

23. Un sistema bidireccional es un panel de concreto armado por flexión en
más de una sola dirección. Se han utilizado muchas variantes de este
tipo de construcción para entrepisos y techos, incluyendo placas
planas, losas planas macizas y losas planas aligeradas con huecos de
cajonetas.
• La placa plana es la forma más sencilla de los sistemas
de losas bidireccionales (armado en dos direcciones) en
cuanto análisis, dimensionamiento, detallado, fabricación
y colocación de varillas y encofrado.
• Una placa plana se define como una losa bidireccional de
peralte uniforme, sostenida por cualquier combinación de
columnas y muros, con o sin vigas en los bordes, y sin
ábacos, capiteles de columnas, ni ménsulas.
SISTEMA EN DOS DIRECCIONES

24. SISTEMAENDOSDIRECCIONES

25. El principio de superposición es una
idea general en la física donde un
sistema se encuentra en todos los
estados posibles al mismo tiempo.
Una vez que se mide, cae a uno de
los estados base en los que se
forman la superposición, destruyendo
la configuración original. Es a través
de esta ley que se explica la rareza
cuántica observada a través de
muchos experimentos de la física
moderna.

26. 1.
2.
3.
1.
2.
3.
PRINCIPIO DE SUPERPOSICION
El principio de superposición es una base
fundamental del análisis estructural.
El principio de superposición nos permite
decir que lo que le pasa de forma general
a la viga inicial (es decir, los esfuerzos y
reacciones que aparecen) es lo mismo que
lo que resulta de sumar lo que le pasa a
esa misma viga sometida a cada una de
las acciones por separado.

27. • La geometría de la estructura no debe experimentar
un cambio significativo al aplicar las cargas; es
decir, se aplica la teoría de los pequeños
desplazamientos. Si se dan grandes
desplazamientos, la posición y la orientación de las
cargas cambiarán en forma significativa.
• El material debe comportarse de una manera
elástica lineal, de modo que la ley de Hooke sea
válida y por lo tanto la carga será proporcional al
desplazamiento.
El precepto teórico de esta ley es que
el desplazamiento o la deformación
sufrida por un objeto sometido a
una fuerza, será directamente
proporcional a la fuerza deformante o a
la carga. Es decir, a mayor fuerza, mayor
deformación o desplazamiento