Arquitectura, ingenieria Offshore, Outsoursing, Diseño y construccion

UNIVERSIDAD MUNDO MAYA.


OBJETIVO:
• El objetivo es aclarar y definir cada subtema de los elementos estructurales y dar
ejemplos para resolver en el salón.
• Describir las condiciones que deben satisfacerse para
aplicar la manera adecuada las formulas de esfuerzo
directo
• Definir el esfuerzo de diseño y saber como determinar un
valor aceptable para este
• Definir el factor de diseñoy seleccionar valores
convenientes

• Discutir la relación entre los términos esfuerzo de diseño,
esfuerzo permisible y esfuerzo de trabajo

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
SOMETIDOS A ESFUERZOS DIRECTOS
•

DISEÑO DE MIEMBROS SOMETIDOS BAJO TENSIÓN O COMPRESIÓN
DIRECTA

El esfuerzo normal directo de compresión o de tensión (s), se calcula:
Ejemplo:

s=F/A
s : esfuerzo normaldirecto, tensión o compresión

F: Directa
A: Área de sección ambiental de un miembro sometido a F

Se deben cumplir las siguientes condiciones:
•El miembro con carga debe ser recto.
•La sección transversal debe ser uniforme a lo largo de toda la longitud considerada.
•El material debe ser homogéneo.
•La carga debe aplicarse a lo largo del eje centroidal.
•Los miembros a compresión debenser cortos para que no se pandeen.

ESFUERZOS NORMALES DE DISEÑO
El esfuerzo de diseño es aquel nivel de esfuerzo que puede desarrollarse en un material,
al tiempo que se asegura que el miembro que soporta la carga sea seguro.
El factor de diseño N es el numero entre el que se divide la resistencia registrada del
material para obtener el esfuerzo de diseño sd

El esfuerzo normal de diseño(sd) 4, se calcula teniendo como referencia la resistencia de
cadencia (Sy) o la resistencia última (Su), de acuerdo con las siguientes ecuaciones:

sd = Sy / N 1
sd = Su / N 2
donde, N

1

yN

2

son factores de seguridad, llamados también factores de diseño.

Factores de diseño y Criterios para esfuerzos de diseño, en esfuerzos normales directos.

Forma de carga

Materialdúctil

Material quebradizo

Estática

Sy / 2

Su / 6

Repetida

Su / 8

Su / 10

Impacto

Su / 12

Su / 15

Para el diseño de estructuras de construcción sometidas a cargas estáticas, el AISC y el
AA, sugieren las siguientes ecuaciones:
Acero estructural (AISC):
s d = 0.60 Sy
s d = 0.50 Su
Se toma el menor valor de las dos ecuaciones.
Aluminio (AA):
s d = 0.61 Sy
s d =0.51 Su
Se toma el menor valor de las dos ecuaciones.

Código y normas
AISC: Instituto estadounidense de la construcción con acero
AA: Asociación del Aluminio
ASME: Sociedad estadounidense de ingenieros mecánicos
ANSI: instituto nacional estadounidense de normas
AGMA: Asociación estadounidense de fabricantes de
engranes

La elección final de un factor de diseño depende de las 11siguientes:
• Código y normas
• Criterio de la resistencia del material
• Tipo de material

• Forma de carga
• Posible mal uso de la pieza
• Complejidad del análisis de esfuerzo
• Medio ambiente
• Efecto del tamaño, al que a veces se le llama efecto de masa

• Control de calidad

Criterios para esfuerzos de diseño
Debe aplicarse la experiencia en el diseño y el conociento de lascondiciones
anteriores.
El factor de diseño de utiliza para determinar el esfuerzo de diseño, si el esfuerzo
sobre una parte ya se conoce y se desea elegir un material propio para una aplicacion
particular, se considera que el esfuerzo que se calculo es el esfuerzo de diseño.
La cedencia requerida se obtiene a partir de:
Sy= N. s d (N con base en la resistencia ala cadencia)
SX= N. s d (N con baseen la resistencia ultima)

Método para calcular el esfuerzo de diseño.
F= 16.0 kn = 16000 N de carga estática.

Resultado:

Material: AISI 1020 HR

s = sy/2 = 207 Mpa/2 = 103.5 MpA = 103.5 N/mm2

Sy = 207 Mpa

Área requerida: A= F/0 = (16000N)(103.5 N/mm2)= 154.6 ,,2

25% de alargamiento (dúctil)

Dimension a mínima: a= Raiz quadrada (A) = raiz quadrada de
154.6 mm2 = 12.4 mm...