Diseño Básico de Estructuras de Acero con NSR-10 – Gabriel Valencia Clement

Las estructuras son un elemento fundamental en nuestra civilización, representando no solo avances tecnológicos, sino también símbolos culturales significativos. La ingeniería estructural desempeña un papel crucial en la creación de estas edificaciones, al integrar principios de ingeniería civil con una estética innovadora y funcional. Ejemplos icónicos como la torre Eiffel y el puente de Brooklyn demuestran cómo una estructura puede convertirse en un símbolo de progreso y atracción.

El diseño estructural busca crear edificaciones económicas, seguras y que cumplan con requisitos específicos tanto funcionales como estéticos. Este proceso requiere un profundo conocimiento de la mecánica, análisis de materiales y entendimiento de cómo interactúan los elementos dentro de una estructura. Además, es esencial una colaboración estrecha con arquitectos para asegurar que las construcciones no solo sean funcionales, sino que también se alineen con valores estéticos y urbanísticos.

En la actualidad, el diseño asistido por computadora ha modificado significativamente la forma en que se desarrollan las estructuras. Aunque esta herramienta ofrece ventajas significativas, es crucial que el proceso creativo se mantenga bajo el control del diseñador. Los sistemas tecnológicos deben complementar, no reemplazar, la creatividad y la intuición del ingeniero, asegurando que las estructuras resultantes no solo satisfagan las necesidades técnicas y funcionales, sino también las aspiraciones creativas del diseño arquitectónico.

CONTENIDO

Capítulo 1: Principios generales
1.1 Introducción
1.2 Aspectos artísticos de la ingeniería estructural
1.3 Proceso de diseño
1.3.1 Selección del tipo de estructura
1.3.2 Evaluación de las cargas
1.4 Diseño con factores de carga y de resistencia
1.5 Estados límite
1.6 Seguridad estructural
1.7 Especificaciones
1.7.1 Especificaciones de proyecto
1.7.2 Especificaciones de materiales
1.7.3 Especificaciones de diseño y construcción
1.8 Economía en el diseño
1.9 Conceptos generales y terminología
1.9.1 Definiciones
1.9.2 Definiciones

Capítulo 2: Materiales
2.1 Comportamiento del acero
2.2 Aceros estructurales
2.3 Perfiles estructurales
2.4 Otros materiales
2.5 Efectos de la temperatura
2.6 Definición de los ejes de las secciones

Capítulo 3: Tensión
3.1 Áreas de la sección transversal
3.2 Resistencia de diseño
3.3 Alargamiento
3.4 Esbeltez límite
3.5 Ejemplos
3.6 Problemas

Capítulo 4: Uniones simples
4.1 Uniones remachadas
4.2 Uniones empernadas
4.2.1 Uniones por aplastamiento
4.2.2 Pernos en tensión
4.2.3 Pernos en cortante
4.2.4 Pernos a tensión y cortante
4.2.5 Aplastamiento
4.2.6 Bloque de cortante
4.2.7 Uniones por deslizamiento crítico
4.2.8 Ejemplos de diseño de uniones empernadas
4.3 Uniones soldadas
4.3.1 Generalidades
4.3.2 Procedimientos para soldar
4.3.3 Tipos de soldaduras
4.3.4 Posiciones para soldaduras
4.3.5 Símbolos
4.3.6 Diseño de las soldaduras
4.3.7 Ejemplo de diseño de uniones soldadas
4.4 Conexiones en escuadras
4.5 Aplastamiento
4.5.1 Aplastamiento entre elementos de acero
4.5.2 Aplastamiento entre acero y concreto
4.6 Conexiones
4.7 Problemas

Capítulo 5: Compresión axial
5.1 Pandeo lateral elástico de columnas
5.2 Longitud efectiva
5.3 Pandeo lateral inelástico
5.4 Columnas que forman parte de marcos
5.5 Pandeo local
5.6 Resistencia de diseño
5.6.1 Pandeo lateral
5.6.2 Pandeo torsional y flexotorsional de columnas
5.6.3 Pandeo local
5.6.4 Resumen
5.7 Secciones compuestas
5.8 Ejemplos de diseño
5.9 Problemas

Capítulo 6: Flexión simple
6.1 Comportamiento de los elementos en flexión
6.2 Pandeo local
6.3 Pandeo lateral-torsional
6.3.1 Pandeo elástico
6.3.2 Plastificación
6.3.3 Pandeo inelástico
6.4 Momento variable
6.5 Diseño a flexión de perfiles de sección I o C
6.5.1 Flexión con respecto al eje débil, secciones compactas
6.5.2 Flexión en el eje mayor, secciones compactas
6.5.3 Flexión en el eje mayor, secciones I, con almas compactas pero aletas no compactas o esbeltas
6.5.4 Flexión en el eje mayor, secciones I diferentes de las ya enunciadas, con almas compactas, no compactas o esbeltas
6.5.5 Perfiles I o C. Resumen de las especificaciones
6.6 Diseño a flexión de perfiles tubulares y miembros de sección cajón
6.6.1 Perfiles tubulares y de sección cajón, compactos
6.6.2 Perfiles tubulares y de sección cajón, pandeo local de la aleta
6.6.3 Perfiles tubulares y de sección cajón, pandeo local del alma
6.7 Diseño a flexión de perfiles en sección circular
6.7.1 Plastificación de la sección
6.7.2 Pandeo local
6.8 Otras secciones
6.9 Cortante
6.9.1 Secciones I o C
6.9.2 Rigidizadores transversales
6.9.3 Resistencia a cortante de otros perfiles
6.10 Aletas y almas con fuerzas concentradas
6.11 Deflexiones y vibraciones
6.12 Flexión biaxial
6.13 Condiciones para el dimensionamiento de las vigas
6.14 Reducción por agujeros
6.15 Proceso de diseño
6.16 Ejemplos
6.16 Problemas

Capítulo 7: Solicitaciones combinadas
7.1 Flexión combinada con carga axial de tensión
7.1.1 Planteamiento del problema
7.1.2 Ecuaciones de interacción
7.2 Flexión combinada con carga axial de compresión
7.2.1 Planteamiento del problema
7.2.2 Curvas de interacción
7.2.3 Ecuaciones de interacción
7.2.4 Carga equivalente de compresión
7.3 Ejemplos
7.4 Problemas

Capítulo 8: Construcción compuesta
8.1 Introducción
8.1.1 General
8.1.2 Provisiones especiales
8.2 Columnas compuestas
8.2.1 Columnas embebidas en concreto
8.2.2 Columnas rellenas de concreto
8.3 Miembros solicitados por flexión
8.3.1 Placas sobre vigas de acero
8.3.2 Resistencia de diseño
8.3.3 Conectores de cortante
8.3.4 Secciones parcialmente compuestas
8.3.5 Uso de lámina colaborante
8.3.6 Vigas embebidas y vigas rellenas
8.3.7 Condiciones de construcción y de servicio
8.4 Combinación de fuerza axial y flexión
8.4 Ejemplos
8.5 Problemas

Capítulo 9: Introducción al análisis plástico
9.1 Introducción
9.2 Estructuras con barras en tensión
9.3 Sección plastificada
9.3.1 Momento plástico
9.3.2 Articulación plástica
9.4 Redistribución de momentos
9.5 Cálculo de la carga máxima de estructuras simples
9.5.1 Método estático de análisis plástico
9.5.2 Método cinemático
9.5.3 Otros métodos de diseño plástico
9.6 Hipótesis consideradas en el diseño plástico
9.7 Inestabilidad lateral de vigas plastificadas
9.8 Deformaciones
9.9 Ejemplos adicionales
9.10 Problemas