VIGAS

¿Qué es una viga?

... ¡No tengo idea!

Viga: Elemento horizontal que salva una luz y soporta una carga. En la cual predomina una dirección con respecto a las otras dos.

Diccionario Básico de la Construcción

VIGAS – METÁLICAS

http://www.cosasdearquitectos.com/2014/02/la-casa-farnsworth-de-mies-van-der-rohe-un-icono-de-la-arquitectura-moderna/

“Mi convicción se estimulaba con las innovaciones de la ciencia y de la técnica donde encontraba sugerencias para mis investigaciones arquitectónicas. Jamás he cedido, pues siempre he creído que la arquitectura no debe guiarse por la invención de formas inéditas ni por gustos individuales. La arquitectura, para mí, es un arte objetivo y debe regirse por el espíritu de la época en que se desarrolla.” Mies van der Rohe

EL FLUIR DE LAS VIGAS Nombre/ Casa Bacopari Arquitecto/ UNA Arquitctos (Cristiane Muniz, Fábio Valentim, Fernanda Barbara, Fernando Viégas) Año/ 2010 (proyecto) 2011-2012 (construcción) Superficie/ 724,00 sqm (terreno) 504,00 sqm (construido) Ubicación/ São Paulo, SP

http://www.revistaplot.com/en/el-fluir-de-las-vigas-metalicas/

http://www.modernabuenosaires.org/obras/edificio-teniente-general-castineiras---somisa

EDIFICIO SOMISA

“Tengo pocas ideas, pero las respeto” Mario Roberto Alvarez

Yo creo que nadie se propone hacer un edificio para que sea declarado Monumento Histórico Nacional, porque eso se gana con tiempo y, claro, historia. Por ejemplo, los Altos de Elorriaga, un edificio de dos pisos de 1812 en la esquina de Defensa y Alsina, es uno de los últimos vestigios de la Buenos Aires poscolonial y tienen bien ganado su título. O el Cabildo, que por historia, carácter simbólico y antigüedad es más que nada un monumento nacional. El Edificio Somisa, por el contrario, es casi nuevo y no acumula acontecimientos que reivindicar. Sin embargo, desde que nació se mostró como una arquitectura singular, testimonio de una época y de un espíritu que hoy son dignos de conmemorar. El asunto es que en el Somisa desplegó un montón de ideas nuevas. El concurso que ganó en 1967 pedía que el edificio se construyera en acero porque la empresa propietaria era una acería. El arquitecto y su joven equipo tuvieron que inventar una forma nueva de construir el edificio porque no existían antecedentes. Aunque hacer un edificio de acero era algo nuevo en la Argentina, era una cosa bastante normal en muchos lugares del mundo. El problema era construirlo con chapas de tres milímetros de espesor, las más gruesas que se fabricaban aquí. Algo inusual. Así fue como el Somisa se convirtió en el primer edificio hecho íntegramente en acero de la Argentina y el primero en el mundo armado mediante soldaduras. Como si la construcción en acero fuera poca cosa, Alvarez y sus socios decidieron que el edificio se apoyaría solo en cuatro columnas exteriores, en las paredes de los ascensores y en el único muro medianero que tenía el lote. Todo para tener mayor cantidad de espacio libre en el interior. A simple vista, las columnas parece ser lo único que sostiene al edificio y quedaron a la vista junto a las enormes vigas de acero. Así, el temita de la construcción metálica se convirtió en la imagen del edificio. Por detrás de esa estructura de acero pintado de azul, una piel neutra de cristales dobles envuelve el edificio como si se tratara de una torre de oficinas siglo XXI. Otro asunto con el que se las tuvo que ver Alvarez fue que Diagonal Sur tiene una altura límite obligatoria. Para lograr más pisos, su equipo diseñadores hicieron que la planta baja arrancara un poco por debajo del nivel de la vereda y abrieron enormes patios hasta el segundo subsuelo para tener luz natural bien abajo. El resultado es un edificio de siete subsuelos que llegan a 24 metros de profundidad, y 14 pisos altos, que mantienen la altura de sus vecinos a lo largo de Diagonal Sur.

VIGAS ¿¿Qué usar??

VIGAS PESADAS PERFILES LAMINADOS EN CALIENTE

VIGAS PESADAS SECCIONES ARMADAS

VIGAS LIVIANAS PERFILES CONFORMADOS EN FRÍO

VIGAS LIVIANAS ALMA CALADA

VIGAS LIVIANAS RETICULADOS - CELOSIAS

Materiales, Hipótesis y Leyes

• Material Homogéneo

Isótropo

• Principio de Linealidad Mecánica

Ley de Hooke

Efecto Poisson

• Principio de Linealidad Estática

Análisis en 1er Orden.

• Principio de Linealidad Cinemática

Pequeñas deformaciones θ=1 -> sen θ ~ tan θ

• Deformaciones Admisibles

• Saint-Venant

• Bernoulli - Navier

• Jouravski - Colignon

Para recordar

Estática – Condiciones Generales • Estructura Real Esquema de Calculo

• Cargas Peso Propio

Cargas de Uso

Viento

Nieve

Térmica

Dinámicas

Sismo

• Vínculos Reacciones de Vínculo

• Diagrama de cuerpo libre

• Esfuerzos característicos

Estructura Real - Esquema

Carga de Viento (CIRSOC 102)

Esfuerzos Característicos

Equilibrio Externo Seccionamiento Teórico Equilibrio Interno

Ecuaciones diferenciales: ¡Ojo! Están planteada para el eje Z como eje de la barra

Ejemplo Planteo Estática

Obsérvese que la interpretación de la derivada es la pendiente de la recta tangente a la curva en cada punto. Esto se cumple y dicha pendiente, además, es en el lado izquierdo negativa y en el derecho positiva según el sistema de ejes adoptados. Por lo tanto verifica la relación diferencial.

Cuerpo Libre

Esquema Vínculos

Grafica Función Esfuerzo Momento

Grafica Función Esfuerzo Corte

Grafica Función Esfuerzo Normal

• Esfuerzo Normal • Esfuerzo Corte • Momento Flexor • Momento Torsor

Estática – Esfuerzos Característicos

• Axil • Corte Puro / Simple Variable • Flexión Simple Recta Oblicua Compuesta Recta Oblicua • Torsión

Solicitaciones - Relación entre Estática y Resistencia de Materiales

Resistencia de Materiales Tensiones

Resistencia de Materiales

Relación entre Esfuerzos y Tensiones

Identificación casos Flexión • Flexión Pura: Sin Esfuerzo de Corte

• Flexión Simple: Con Esfuerzo de Corte

• Flexión Simple ó Compuesta Al reducir el sistema de fuerzas externas al baricentro (de la sección transversal), si surge solo un par (momento flexor) y una fuerza transversal (esfuerzo de corte) se denomina Flexión Simple.

Si al reducir, además de los dicho anteriormente, surge una fuerza transversal a la sección (esfuerzo normal) se denomina Flexión Compuesta.

• Flexión Recta u Oblicua Al reducir el sistema de fuerzas externas al baricentro (de la sección transversal), el esfuerzo momento flexor se encuentra contenido en un plano (Plano de Fuerzas o Línea de Fuerzas) perperpendicular a dicha sección.

La traza sobre la sección transversal se llama Línea de fuerzas

Si el Plano o Línea de Fuerzas coincide con uno de los ejes principales de inercia, baricéntrico, se denomina Flexión Recta.

Ahora bien, si la Línea de Fuerzas no coincide con ningún eje principal se denomina Flexión Oblicua.

Resistencia de Materiales Flexión Simple Recta

Resistencia de Materiales Flexión Simple Recta

Dimensionar y Verificar

• Deformación

• Tensión

Elástica de Deformación

Giro

Máxima Deformación Transversal – Flecha

≤ Deformación Admisible = L/500 (VALORES CIRSOC 301)

Para tener en cuenta

Ejemplo Viga de Hormigón Armado

Estado Plástico LE Linealidad Estática

LC Linealidad Cinemática

LM Linealidad Mecánica

PSE

HSP Secciones Planas (Bernouilli-Navier)

EPI Material elasto-plástico ideal

p

x

x

F

F

p

MATERIAL

ELASTO-PLÁSTICOIDEAL

Resistencia Ultima

CASOS DE INESTABILIDAD

• Pandeo Global Flexional

Torcional

Flexo-Torcional

Lateral

• Pandeo Local De Ala

De Alma

Abolladura

Pandeo Global

Pandeo Global - Lateral

Pandeo Lateral Torcional: Las vigas, a flexión, que no se encuentran adecuadamente arriostradas, impidiendo su movimiento lateral, pueden sufrir el efecto de pandeo lateral torsional si su resistencia a la torsión y el momento de inercia respecto al eje de inercia, en que estos valores son menores, resultan lo suficientemente pequeños frente al eje perpendicular en que sus valores son máximos.

Pandeo Local Pandeo de Ala: Durante el proceso de flexión , si el ala en compresión es demasiado delgada, la placa puede fallar por pandeo o inestabilidad. Pandeo de Alma: En los puntos donde se apliquen cargas puntuales y en los apoyos se pueden producir fallos debidos al aplastamiento del alma; por pandeo localizado (crippling) en la proximidad de la carga donde se concentran las deformaciones transversales y por pandeo del alma entre las dos alas.

Pandeo Local - Abolladura

Gracias