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Estructuras de Acero Comportamiento y LRFD

Estructuras de Acero Comportamiento y LRFD: El acero, con su resistencia, ductilidad y versatilidad, es un material fundamental en la ingeniería estructural. Este artículo explora el comportamiento de las estructuras de acero y su diseño según el método LRFD (Load and Resistance Factor Design).
Índice

    Estructuras de Acero Comportamiento y LRFD

    ¿Qué son las Estructuras de Acero?

    Las estructuras de acero consisten en elementos construidos principalmente de acero, como vigas, columnas y conexiones. Se utilizan en una variedad de construcciones, desde edificios y puentes hasta torres y estructuras industriales.

    Comportamiento de las Estructuras de Acero

    El comportamiento de las estructuras de acero es influenciado por factores como las propiedades del material, las cargas aplicadas y las condiciones ambientales. El acero es conocido por su alta resistencia y ductilidad, lo que permite que las estructuras absorban energía durante eventos como sismos.

    Diseño LRFD

    El diseño LRFD es un método que considera tanto la magnitud de las cargas como la resistencia de los materiales. Este método utiliza factores para ajustar tanto las cargas como las resistencias, buscando un diseño más seguro y económico.

    1. Factores de Carga: Se aplican para aumentar las cargas reales para considerar incertidumbres en su magnitud y efecto.
    2. Factores de Resistencia: Se utilizan para reducir la resistencia nominal de los componentes, considerando posibles variaciones en la calidad del material y la precisión de la fabricación.

    Aplicaciones Prácticas del Diseño LRFD

    El diseño LRFD se aplica en la práctica para garantizar que las estructuras de acero puedan soportar las cargas previstas durante su vida útil. Esto incluye:

    • Diseño de Elementos Estructurales: El diseño de vigas, columnas y conexiones según LRFD asegura que estos elementos puedan soportar las cargas aplicadas de manera segura y eficiente.
    • Análisis de Estabilidad: El análisis de estabilidad, como el pandeo de columnas, es crucial en el diseño de estructuras de acero.
    • Consideraciones de Fatiga y Durabilidad: Es importante considerar la fatiga y la durabilidad, especialmente en estructuras sujetas a cargas cíclicas como puentes.

    Estructuras de Acero

    Una estructura puede definirse como un sistema de miembros y conexiones individuales, dispuestos para que todo el conjunto permanezca estable y sin cambios apreciables en forma mientras se logran los criterios de desempeño prescritos. Las estructuras en general y las de acero en perpendicular tienen una función importante en nuestra vida diaria.

    Vivimos en edificios, trabajamos en torres de oficinas y edificios industriales, nos distraemos en campos y estadios deportivos, admiramos museos y estamos rodeados de estos, estudiamos en bibliotecas y hacemos compras en tiendas y centros comerciales, de los cuales una buena proporción están construidos con acero.

    Viguetas de Acero

    Las viguetas de acero de alma abierta son armaduras de acero estandarizadas, prediseñadas, prefabricadas y soldadas que se utilizan como Vigas simplemente apoyadas. LAS VIGUETAS más ligeras consisten en varillas longitudinales, superiores e inferiores, conectadas para varillas que se arman soldadas a ellas.

    Disipadores Sísmicos

    ¿Qué son y cómo funcionan los disipadores sísmicos?

    Disminuir los daños que producen los terremotos en las estructuras de edificios, es el objetivo de los disipadores sísmicos.

    Qué un edificio cuente con disipadores sísmicos, no significa que un temblor o terremoto no se sentirá, lo que hacen estos dispositivos es aumentar la capacidad de perder energía de una estructura durante un terremoto, lo que implica que el dispositivo captará la fuerza telúrica deformándose y así evitará que el edificio reciba todo el impacto, generando una reducción de las deformaciones de la estructura

    Los disipadores sísmicos pueden ser de diversas formas y tener distintos principios de operación, actualmente los más utilizados son en base a un elemento viscoso que se deforma y también están los a base de elementos metálicos que captan la energía.

    Estructuras de Acero Comportamiento y LRFD

    Por ejemplo, los disipadores metálicos de energía son capaces de reducir cerca del 40% de las deformaciones máximas esperadas durante un sismo severo. Otro tipo son los amortiguadores de masa sintonizada (AMS) que permite reducir la intensidad de un sismo de alta magnitud en un 30%, en promedio.

    Edificios con disipadores sísmicos

    Los disipadores sísmicos permiten mejorar el desempeño del edificio en relación con otro edificio de similares características, un buen ejemplo es el edificio Titanium, que fue el primero en Chile en tener instalados disipadores metálicos y que para el terremoto de febrero de 2010 no sufrió daños estructurales.

    Inmobiliaria Aconcagua inauguró Geocentro Agustinas, edificio que implicó una inversión de US$ 17 millones, y que en la cubierta del piso 36 tiene dos amortiguadores de masa sintonizada (AMS).

    Las personas valoran este tipo de dispositivos de seguridad, tanto así que el 70% de los departamentos ya se encuentra vendido en Geocentro Agustinas.

    Según el ejecutivo de Aconcagua “desde que se dio a conocer que el edificio contaría con esta nueva e innovadora tecnología, la afluencia a nuestra sala de ventas aumentó en un 100%, así como también la velocidad de nuestras ventas”.

    Conclusión

    El diseño de estructuras de acero según LRFD es un enfoque integral que asegura la seguridad y eficiencia de estas estructuras. Al considerar las incertidumbres tanto en las cargas como en las resistencias, el método LRFD contribuye a la creación de estructuras de acero confiables y duraderas, esenciales en la infraestructura moderna. Con su combinación de resistencia, ductilidad y adaptabilidad, el acero seguirá siendo un material clave en la ingeniería estructural en el futuro previsible.

    Nombre de pestaña

    CAP 1. Introducción

    CAP 2. Aceros

    CAP 3. Estructuras

    CAP 4. Cargas de diseño y filosofía del diseño

    CAP 5. Análisis estructural y cálculo de las resistencias requeridas

    CAP 6. Conexiones

    CAP 7. Miembros en tensión

    CAP 8. Columnas cargadas axialmente

    CAP 9. Vigas compactas con soporte adecuado

    CAP 10. Vigas sin soporte lateral

    CAP 11. Miembros bajo fuerzas combinadas

    CAP 12. Juntas y elementos de conexión

    CAP 13. Conexiones.

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