Análisis de Edificios – Ángel San Bartolomé

En el análisis estructural de las obras civiles no existen métodos exactos de solución, ni siquiera los programas de cómputo más sofisticados, basados en la técnica de Elementos Finitos, proporcionan resultados «exactos»; esto se debe a que existen una serie de incertidumbres que se presentan no sólo en la solicitación, sino también en el modelaje estructural.

En cuanto al modelaje estructural, generalmente se obvian los problemas de interacción tabique-pórtico, losa-viga y suelo-estructura, empleando (respectivamente) sistemas aporticados con paños libres de tabiques, vigas de sección rectangular y elementos verticales (columnas, placas, muros de albañilería, etc.) empotrados en su base; algunas veces, estas simplificaciones conducen a resultados que están fuera de la realidad.

También, es costumbre utilizar un sólo módulo de elasticidad para todo el edificio (que en realidad puede variar de una barra a otra o incluso dentro de la misma barra), despreciar las microfisuras (que en los elementos de concreto armado podrían modificar sustancialmente al momento de inercia de la sección transversal), despreciar los cambios bruscos de la sección transversal de las barras en la zona de los nudos, etc.

Finalmente, cabe señalar que esta publicación está basada en los apuntes de clase del curso «Análisis Estructural 2″, dictado por el autor en la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú, y los problemas propuestos formaron parte de los exámenes y prácticas de evaluación académica en los últimos tres años, por lo que es a mis alumnos a quienes dedico este ejemplar.

CONTENIDO

1. METRADO DE CARGAS VERTICALES
1.1. Tipos de Carga.
1.2. Norma de Cargas E-020.
1.3. Características del Ejemplo.
1.4. Aligerados Unidireccionales.
1.5. Losas Armadas en Dos Sentidos y Tanque de Agua.
1.6. Vigas. – Viga Apoyada Sobre Otra Viga.
1.7. Columnas.
1.8. Escaleras.
1.9. Placas.

2. MÉTODO DE HARDY CROSS
2.1. Nomenclatura y Convención de Signos.
2.2. Rigidez al Giro (Kij) y Factor de Transporte (fij).
2.3. Caso Particular de Barras Prismáticas con Eje Recto, Deformables por Flexión. Reducción de Grados de Libertad por Condición de Extremo.
2.4. Rigidez al Giro Relativa o Coeficiente de Rigidez a Flexión (kij).
2.5. Coeficiente de Distribución de Momentos (aij) , Momento Distribuído (Dij) Momento Transportado (Tij) y Momentos de Empotramiento (uij).
2.6. Proceso de Liberación Alterna. Ejemplo Algebraico de Ilustración
2.7. Métodos para el Trazado del Diagrama de Momento Flector.
2.8. Proceso de Liberación Nudo por Nudo y de Liberación Simultánea
2.9. Estructuras Simétricas en Forma.

3. ANÁLISIS SIMPLIFICADO DE VIGAS SUJETAS A CARGA VERTICAL
3.1. Hipótesis Simplificatoria de la Norma E-060.
3.2. Máximos Momentos Flectores en Vigas de Edificios
3.3. Coeficientes de la Norma E-060.
3.4. Problemas Propuestos.

4. ESTRUCTURAS QUE SE DESPLAZAN LINEALMENTE MÉTODO DE CROSS INDIRECTO
4.1. Identificación de los Grados de libertad Traslacionales.
4.2. Aplicación Algebraica del Método de Cross Indirecto. Matriz de Rigidez y de Flexibilidad Lateral.
4.3. Ejemplo de Aplicación.
4.4. Problemas Propuestos.

5. CASOS ESPECIALES
5.1. Momentos de Empotramiento en Función de Kij y fijo
5.2. Estructuras Compuestas por Barras de Sección Variable
5.3. Efectos de la Deformación por Corte en Barras Prismáticas
5.4. Efectos de la Deformación Axial en Barras Prismáticas
5.5. Sistemas Hiperestáticos con Vigas Curvas
5.6. Apoyos Elásticos
5.7. Efectos de Temperatura

6. ANÁLISIS SÍSMICO APROXIMADO DE EDIFICIOS
6.1. Método del Portal – Ejemplo de Aplicación.
6.2. Método del Voladizo – Ejemplo de Aplicación
6.3. Método de Muto en Serie.
6.4. Análisis Sísmico Traslacional de Edificios Aporticados
6.5. Interacción Pórtico-Placa
6.6. Método de Ozawa
6.7. Corrección por Torsión en un Entrepiso de un Edificio

7. NOCIONES GENERALES SOBRE ESTRUCTURACIÓN DE EDIFICIOS
7.1. Estructuración por Carga Vertical
7.2. Estructuración por Carga Sísmica
7.3. Cimentaciones

8. INTRODUCCIÓN A LA SOLUCIÓN MATRICIAL DE ESTRUCTURAS PLANAS MÉTODO DIRECTO DE RIGIDEZ
8.1. Cargas Nodales {Q}
8.2. Solución del Estado Complementario
8.3. Resumen del Método Directo de Rigidez.
8.4. Ejemplos de Aplicación. – Armadura. – Viga Continua.
8.5. Programas de Computación.
8.6. Problemas Propuestos.

9. ANÁLISIS MATRICIAL DE EDIFICIOS SUJETOS A SISMOS PROGRAMA EDIFICIO
9.1. Ensamblaje de la Matriz de Rigidez Lateral del Edificio.
9.2. Cálculo de Desplazamientos y Fuerzas en los Pórticos.
9.3. Ejemplo de Aplicación.