TDI 1 01
Summary
TLDREste video educativo aborda el concepto de estructura en ingeniería, explicando cómo las estructuras mantienen la forma y canalizan las cargas. Se destacan la importancia de los modelos estructurales, la simplificación de la realidad para su estudio y la identificación de elementos esenciales. Se explora el comportamiento de materiales bajo diferentes fuerzas y se clasifican las acciones según su origen y tiempo de aplicación. El vídeo también enseña a calcular el peso propio de una viga y a analizar la carga en diferentes elementos estructurales, utilizando unidades de fuerza como el newton y la ecuación de la estática.
Takeaways
- 🏗️ El concepto de estructura es fundamental para mantener la forma del espacio proyectado, canalizando las cargas y esfuerzos hacia el plano de sustentación.
- 📏 La materialización de una estructura es crucial para entender cómo las cargas se distribuyen y se transmiten a través de ella.
- 🔍 Para diseñar estructuras, es necesario pasar de lo concreto a lo abstracto, utilizando modelos que simplifiquen la realidad para su estudio.
- 🌐 Se pueden analizar estructuras tanto en su equilibrio global como en el equilibrio de sus partes individuales, como estructuras metálicas y de mampostería.
- 👁️ La posición del observador es importante al construir modelos, ya que afecta la percepción de las proporciones y la proyección de las estructuras.
- 🔧 Es fundamental identificar las acciones que afectan a la estructura y distinguir entre elementos esenciales y accesorios.
- ⚖️ Las fuerzas aplicadas a una estructura influyen en su comportamiento, y la misma fuerza puede causar diferentes deformaciones dependiendo de su aplicación.
- 🌪️ Las acciones sobre una estructura pueden clasificarse según su origen, como gravitacionales, eólicas, sísmicas, o por deformaciones internas.
- ⏱️ Las acciones también se clasifican según su tiempo de aplicación, siendo permanentes o eventuales, y su estado de reposo o movimiento, estático o dinámico.
- 🔢 La unidad de medida para las fuerzas en la ingeniería estructural es el newton, que se relaciona con el peso y la aceleración para determinar el equilibrio.
Q & A
¿Qué es la función principal de una estructura en la ingeniería civil?
-La función principal de una estructura es mantener la forma del espacio proyectado, definir un espacio en su materialización y canalizar las cargas y esfuerzos generados hacia el plano de sustentación.
¿Qué es un modelo estructural y para qué sirve?
-Un modelo estructural es una interpretación simplificada de la realidad que se construye mediante el paso de lo concreto a lo abstracto. Sirve para estudiar y analizar el comportamiento de las estructuras de manera más sencilla y entendible.
¿Cómo se define el camino material de las cargas en una estructura?
-El camino material de las cargas se define como la ruta que siguen las cargas a través de la estructura hasta llegar al plano de sustentación, es decir, cómo se canalizan las cargas a través de la estructura.
¿Qué diferencia hay entre analizar la estructura general y las estructuras diferenciadas?
-Al analizar la estructura general se considera el equilibrio global, mientras que al analizar estructuras diferenciadas se estudia el equilibrio de las partes individuales, como estructuras metálicas o de mampostería.
¿Qué importancia tiene la posición del observador al construir un modelo estructural?
-La posición del observador es crucial ya que define la perspectiva desde la cual se va a analizar la estructura, lo que afecta la representación y el entendimiento del modelo proyectado.
¿Cuál es la relación entre la fuerza aplicada y el desplazamiento de un elemento estructural?
-La relación entre la fuerza aplicada y el desplazamiento de un elemento estructural depende de la dirección y el punto de aplicación de la fuerza. La misma fuerza aplicada en diferentes extremos puede causar desplazamientos y deformaciones diferentes en el material.
¿Cómo se clasifican las acciones que actúan sobre una estructura?
-Las acciones se clasifican según su origen (gravitacionales, eólicas, sísmicas, especiales), su tiempo de aplicación (permanentes, eventuales) y su estado de reposo o movimiento (estáticas, dinámicas).
¿Qué es un newton y cómo se relaciona con el peso propio de un objeto?
-Un newton es la cantidad de fuerza necesaria para aumentar la velocidad de un kilogramo en un metro por segundo. Se relaciona con el peso propio de un objeto al ser la unidad de medida de fuerza utilizada para calcular el peso, que es la fuerza con la que un objeto es atraído hacia la Tierra.
¿Cómo se calcula el peso propio de una viga dada su sección y longitud?
-El peso propio de una viga se calcula multiplicando el volumen de la viga por el peso específico del material. El volumen se obtiene por la base de la sección (en metros cuadrados) y la longitud de la viga (en metros).
¿Qué es una acción superficial, lineal y puntual en el contexto de la ingeniería estructural?
-Una acción superficial se distribuye sobre una superficie, una acción lineal se distribuye a lo largo de una línea, y una acción puntual se concentra en un solo punto. Estas acciones se utilizan para describir cómo las cargas se aplican a las estructuras.
Outlines
🏗️ Introducción a la estructura en ingeniería
El primer párrafo introduce el concepto de estructura en el contexto de la ingeniería, enfocándose en cómo una estructura sostiene el espacio proyectado y canaliza las cargas hacia el plano de sustentación. Se destaca la importancia de comprender el camino material de las cargas y se menciona la necesidad de simplificar la realidad para su estudio a través de modelos. Se sugiere que una estructura puede estar compuesta por varios materiales y se aborda la idea de analizar tanto el equilibrio global como el equilibrio de las partes individuales.
🔍 Análisis de comportamiento estructural y fuerzas
El segundo párrafo profundiza en el análisis del comportamiento estructural, destacando la diferencia en la deformación de un material dependiendo de la aplicación de la fuerza. Se discuten las fuerzas de rozamiento y cómo afectan el movimiento de un elemento estructural. Además, se introduce la clasificación de las acciones (fuerzas) según su origen, como gravitacionales, eólicas, sísmicas y de orígenes diversos, y se mencionan las distintas formas de clasificar las acciones según su tiempo de aplicación y su estado de reposo o movimiento.
📏 Cálculo del peso propio de una viga
El tercer párrafo se centra en el cálculo del peso propio de una viga, considerando tanto madera como hormigón como materiales de construcción. Se describe el proceso de determinar el volumen de la viga a partir de sus dimensiones y se calcula el peso propio utilizando el peso específico de los materiales. Se enfatiza la importancia de trabajar con unidades consistentes y se proporciona un ejemplo práctico de cómo se calcula el peso propio para cada material.
📐 Análisis de cargas y equilibrio en estructuras
El cuarto párrafo explora el análisis de cargas en estructuras, partiendo de la hipótesis de las tres ecuaciones de la estática. Se describe un ejemplo de un entrepiso descargo sobre correas y vigas, y cómo estas transmiten la carga a los pilares. Se explica la importancia de reconocer el camino material de las cargas y se abordan conceptos como la acción superficial y la acción lineal, con ejemplos de cómo se convierten unas en otras para el análisis estructural.
👋 Despedida y continuación del curso
El último párrafo no contiene información relevante sobre el contenido del curso, sino simplemente una despedida del presentador indicando el final de la entrega y la continuación del curso.
Mindmap
Keywords
💡Estructura
💡Cargas
💡Modelos
💡Observador
💡Materialización
💡Peso específico
💡Carga lineal
💡Carga puntual
💡Ecuaciones de la estática
💡Newton
Highlights
Introducción al concepto de estructura y su función en la arquitectura.
Importancia de entender el camino material de las cargas en el diseño estructural.
La necesidad de simplificar la realidad para el estudio estructural a través de modelos.
Diferenciación entre estructuras metálicas y de mampostería en el análisis de equilibrio.
La importancia de la posición del observador al construir modelos estructurales.
Explicación del concepto de alzado o proyección vertical en la visualización de estructuras.
Identificación de acciones y elementos esenciales en la construcción de modelos estructurales.
Análisis de la reacción de materiales a diferentes tipos de fuerzas aplicadas.
Importancia de la aplicación de fuerzas y su efecto en el comportamiento del material estructural.
Clasificación de acciones estructurales según su origen, como gravitacionales, eólicas y sísmicas.
Diferenciación entre acciones permanentes y eventuales en la estructura.
Definición de la unidad de fuerza Newton y su aplicación en el cálculo de estructuras.
Cálculo del peso propio de una viga con sección y longitud específicas en madera y hormigón.
Importancia de trabajar con unidades consistentes en los cálculos estructurales.
Análisis de la distribución de cargas en estructuras y su representación en modelos.
Explicación del concepto de carga superficial y su conversión a carga lineal en análisis estructural.
Importancia de la posición del observador al analizar elementos estructurales como vigas y pilares.
Proceso de análisis estructural paso a paso, desde cargas superficiales a cargas concentradas.
Transcripts
o la estimada gente esperamos que se
encuentren bien
comenzamos con esta entrega de recursos
audiovisuales que realizaremos a lo
largo del curso que buscan ser un
complemento de las clases que
compartiremos y del material
bibliográfico de referencia
en esta primera entrega estaremos
trabajando el concepto de estructura
entendiendo que toda estructura será la
responsable de mantener la forma del
espacio proyectado definiendo un espacio
en su materialización y siendo la
encargada de canalizar las cargas y
esfuerzos generados hacia el plano de
sustentación por ello será importante
definir el camino material que siguen
las cargas para comprender el trabajo
estructural en cuanto al diseño
estructural será necesaria la aplicación
de modelos que se construyan mediante el
pasaje de lo concreto a lo abstracto y
simplificando la realidad para su
estudio en definitiva todo modelo
pretende ser una interpretación de la
realidad simplificando la mediante sus
elementos más esenciales
en este ejemplo que estamos observando
podremos realizar un posible modelo
teniendo presente que una estructura
puede estar compuesta por un solo
material o también por varios materiales
y que podemos hablar de una estructura
general analizando el equilibrio global
o de diferentes estructuras analizando
el equilibrio de las partes como en este
caso tenemos estructuras metálicas y
estructuras de mampostería un primer
análisis que podríamos hacerle sería la
realización de un posible modelo de la
estructura que estábamos compartiendo
donde podemos definir
el comportamiento de
esta estructura mediante el camino
material de las cargas hasta el plano
sustentación
o sea como a esas cargas se canalizan
mediante la estructura hasta llegar al
plano de sustentación teniendo lo
habíamos comentado la posibilidad de
analizar la estructura general mediante
estructuras diferenciadas por ejemplo un
primer comportamiento que puede ser esta
estructura metálica y luego la descarga
hacia el plano de sustentación
es importante también definir la
posición del observador al construir
nuestro modelo en este caso estamos
posicionados perpendiculares al plano
vertical
teniendo presente que el observador se
encuentra muy lejano posiblemente
podríamos hablar del infinito o un punto
de vista muy lejano las líneas project
antes son paralelas entre sí por eso la
imagen que obtenemos actualmente
mantiene las mismas proporciones que
nuestro modelo
de este modo lo que estamos hablando es
un alzado o una proyección vertical
donde podrán ver ustedes qué
independizamos uno de esos elementos
para poder analizarlo individualmente
entendiendo que forma parte del resto de
la estructura nuestro elemento a tener
en cuenta acerca de la construcción de
nuestro modelo no se trata solamente de
la simplificación sino que también de
identificar las acciones e identificar
qué forma parte de la estructura y que
es un elemento accesorio de este modo
podremos justamente estar definiendo los
elementos esenciales de nuestra
estructura por lo anterior será muy
importante realizar las acciones que
están actuando sobre la estructura ya
que ya afectará al material de
diferentes formas incluso en el caso de
tener una misma fuerza dependerá donde
está aplicada dicha fuerza la forma en
que nuestro material se comportará vamos
a ver un ejemplo muy concreto
en el caso de uso
de tener un elemento
vamos a suponer que tenemos este
elemento el cual vamos a estar
analizando
en una primera instancia vamos a
aplicarle una fuerza en este extremo
con esta fuerza yo lo que estoy haciendo
es empujando dicho elemento y por lo
tanto a esta acción sigue una reacción
ahora qué ocurre si esta misma fuerza
con la misma unidad
el mismo módulo y dirección
yo lo aplico en este otro extremo por lo
tanto ahora lo que estoy haciendo es
empujándolo sino que estoy tirando el
elemento
el desplazamiento del mismo que obtengo
la fuerza es la misma pero vamos a
analizar
lo relacionado al comportamiento del
material
entonces analizando modelos de
comportamiento de nuestro material vamos
a ver que en el primer caso cuando
estábamos aplicando la fuerza en este
sentido y sobre este extremo si
consideramos la fuerza de rozamiento que
trata de impedir justamente el
movimiento en nuestro elemento nosotros
si aplicamos una fuerza mayor a esa
fuerza de rozamiento el alimento se va a
mover pero de todos modos podemos
considerar una deformación que va a
tener como principal componente un
acortamiento de ese material y un
ensanchamiento ahora si muestra la
fuerza la misma fuerza con la misma
magnitud lo aplicamos en el otro extremo
de nuestro elemento en ese caso la
deformación que va a estar sufriendo va
a ser un alargamiento
y un adelgazamiento del material la
cantidad de material se mantiene igual
que se va a ser el mismo la misma
cantidad material pero lo que sí va a
ser diferente es el comportamiento que
va a tener nuestra pieza por eso es
importante determinar
cuáles son las acciones y también en qué
punto o en qué extremos están aplicadas
esas acciones sobre el material que
estamos estudiando por ello vamos a
estar clasificando nuestras acciones
dependiendo de diferentes factores por
ejemplo vamos a clasificado de según su
origen en gravitacionales que son las
vinculadas a la masa en la atracción
gravitacional
siempre tiene una dirección vertical y
hacia el centro de la tierra donde
podremos definir por ejemplo el peso
propio el equipamiento también pueden
ser acciones según su origen eólicas
debidas a la acción del viento que
depende la ubicación y la implantación
la altura y la forma
si bien
estas acciones se caracterizan por ser
muy variables podemos catalogar las
teniendo en cuenta la zona geográfica en
que estamos trabajando pueden ser
también sísmicas debidas a terremotos y
oscilaciones del terreno o también
pueden ser varias llamadas especiales o
de orígenes diversos por ejemplo
maquinarias presión o supresión de agua
y también podemos tener por
deformaciones que son acciones de origen
interno debidas a dilataciones térmicas
o por ejemplo cuando las dilataciones
están impedidas o limitadas en ese caso
vamos a tener justamente tensiones
internas en una nuestro material
también podemos clasificarlas según su
tiempo de aplicación vamos a tener
acciones que son permanentes por ejemplo
que se mantienen constante en cuanto a
su magnitud y su ubicación que pueden
ser el peso propio presión del agua
empuje de tierra que en este caso para
determinar las vamos a tener en cuenta
principalmente la característica de
nuestro material teniendo justamente
presente el peso específico también
podemos tener acciones eventuales donde
su magnitud y posición varían a lo largo
del tiempo por ejemplo el uso la
explotación y mantenimiento de
determinada maquinaria el viento
terremotos y también podemos
clasificarlas según su estado de reposo
o movimiento en este caso vamos a tener
acciones estáticas donde el estado de
reposo no cambia o lo hace lentamente
puede ser por ejemplo el público en una
sala de espectáculos de equipamiento del
edificio de oficinas o vivienda o el
peso propio de la construcción o pueden
ser dinámicas
donde las cargas varían rápidamente en
el tiempo por ejemplo de impacto que
puede ser el público saltando sobre
grados pueden ser móviles vehículos en
movimiento las cargas móviles tienen
variaciones rítmicas que pueden tener un
afecta un efecto de resonancia en cuanto
a la unidad que vamos a estar definiendo
nuestras acciones va a ser el newton al
cual definimos como la cantidad de
fuerza necesario que hay que aplicar
sobre un kilo durante un segundo para
que este kilogramo aumente su velocidad
un metro por segundo un kilo nosotros lo
vamos a estar asimilando justamente a un
pequeñito para tener una aproximación si
bien un de cañito que son 10 newton e
igual a 981 gramos
vamos a tomar esta aproximación para
simplificar nuestro cálculo por lo tanto
cuando estemos trabajando por ejemplo
acciones de pesos propios o acciones de
viento o cualquier otra acción sobre
nuestra estructura vamos a estar
trabajando más específicamente en decca
newton que viene a ser bien youtube
recordando que uno de kanju ton igual a
un kilo aproximadamente
supongamos que
tenemos que hallar el peso propio de
una vida
en esta vida
tiene 4 metros de luz la distancia entre
sus apoyos y vamos a definir una sección
que es igual a
20 centímetros por 30 centímetros
donde tenemos la base de 20 centímetros
y la altura de 30 centímetros
vamos a hallar el peso propio de una
viga que tiene que materializarse con
madera y otra que tiene que
materializarse con hormigón teniendo al
cual tenía una cuesta que las dos tienen
el mismo volumen lo primero vamos a
hacer es determinar el volumen de
nuestra pieza por lo tanto el volumen va
a ser igual
la base por la altura por el largo en
este caso nuestra sección que nuestras
secciones éstas
20 centímetros por 30 alturas
tenemos una luz entre apoyos de 4 metros
lo primero que tenemos que tener en
cuenta es que tenemos que trabajar
siempre con las mismas unidades en este
caso tenemos un dato que en metros y
otro dato que es en centímetros por lo
tanto vamos a pasar a todo metros
decimos que nuestro volumen va a ser
igual a 0 20 metros por 0 30
por 4
esto me da
24
metros cúbicos
y ahora lo que vamos a hacer es calcular
el peso propio en el caso de que
construyamos nuestra vida con madera o
en el caso de construirla con hormigón
vamos a considerar un primer dato que es
el peso específico definitivo que tiene
ese material en el caso del hormigón
vamos a estar trabajando con
2.500 de cañitas o metros cúbicos
y en el caso de la madera
vamos a tomar una madera semi dura y
vamos a considerar
600 de cañón por metro cúbico
entonces lo que vamos a hacer ahora para
considerar nuestro peso propio preso
propio sería igual al volumen que
tenemos que ese 94 por nuestro peso
específico
en este caso vamos a estar
trabajando con el peso específico del
hormigón y el peso específico de la
madera en el primer caso vamos a tener
el peso propio de nuestra viga de
hormigón y sería igual a 0.24
metros cúbicos por 2500
en tres años para nuestro público
en este caso en cuanto a las unidades se
medirían los metros cúbicos a los metros
cúbicos
y lo que voy a estar obteniendo
[Música]
es un valor
de 600 de cañón
y en el siguiente caso expresó propiedad
de una viga con madera tendría 20 24
metros cúbicos por nuestro peso
específico que es 600
mika newton centro cúbico
metros cúbicos de vueltas en este caso
tengo
las 144 de cañón
como habíamos comentado anteriormente
el volumen va a ser el mismo pero el
peso propio de cada una de estas piezas
el caso de
materializarla con hormigón armado
tendríamos 600 de cañito y en caso de
materializar la forma de gas tendríamos
144 de cañón ocurre cuando analizamos
una estructura concreta y el modelo de
comportamiento que va a tener esa
estructura en cuanto a en el camino
material de las acciones también es
importante definir por qué
trabajamos con los con una medida de
fuerza como newton porque vamos a estar
trabajando en nuestro plan operatorio
con vectores o sea todo lo que tenga que
ver y todo lo referente a la resolución
de nuestra estructura en cuanto al
equilibrio global o el equilibrio de las
partes lo vamos a estar haciendo muchas
veces mediante álgebra vectorial por
ello justamente vamos a tener presente
el trabajo con una unidad de fuerzas y
también tengan presente que en cualquier
estructura que nosotros estemos
trabajando partimos de una hipótesis que
den al presente las tres ecuaciones de
la estática o sea que la sumatoria de
todas nuestras fuerzas horizontales va a
ser igual a cero la sumatoria de todas
las fuerzas verticales igual a cero y la
sumatoria de todos los momentos es igual
a cero
entendiendo entendiendo los momentos
como esfuerzos de giro con relación a un
punto
por ello se define como fuerza por
distancia
en este caso vamos a estar trabajando
con este ejemplo estructura donde vamos
a tener un entrepiso que está
descargando sobre unas correas y esas
correas sobre unas vigas y luego esas
vigas transmiten la carga hacia el plano
sustentación mediante los pilares
esto es lo que habíamos hablado acerca
de la importancia de reconocer el camino
material de las cargas hasta el plano
sustentación y ahora comenzar a analizar
cada una de estas de estos elementos
mediante diferentes modelos
cuando vamos a realizar un modelo es
importante también tener presente la
posición del observador por ejemplo si
queremos analizar la descarga de esta
cubierta nosotros vamos a hacer una
acción
superficial o sea esa acción superficial
que quiere decir que se distribuye sobre
una superficie por lo tanto esta acción
yo le voy a estar definiendo con una
unidad que es de cañón por metro
cuadrado o sea esta acción se está
justamente distribuyendo sobre una
superficie ahora para analizarla
nosotros vamos a convertir esta acción
esto por nuestro cuadrado
lineal porque esta escala superficial se
está canalizando hacia estas correas
para ello nosotros lo que vamos a hacer
que es tomar una faja de 1 metro
y posicionarnos perpendiculares a el
elemento que queremos estudiar en este
caso no vamos a estar estudiando esta
correa por lo tanto nuestro modelo
podría ser
nosotros vamos a tener esta correa donde
estamos observando las en este sentido
tenemos los apoyos
que estos apoyos serían estas vigas
y vamos a tener el peso propio de
muestra con real pero también vamos a
tener una descarga lineal que va a ser
una descarga
entrevista
no va a representar
aquí
[Aplausos]
por lo tanto nosotros vamos a tener
la descarga y nuestra entre el piso y
también el peso propio en nuestra correa
esto va a estar generando
qué va a hacer la que nosotros vamos a
colocar sobre nuestra vida
este valor
que vamos a estar colocando sobre esta
vida
ahora que ocurre cuando vamos a analizar
esta vida el punto de vista que teníamos
anteriormente no me resulta útil porque
estaría viendo esta vida con un punto
como éste viendo acá por lo tanto vamos
a cambiar nuestro punto de vista y ahora
vamos a posicionarnos
perpendiculares a este de la viga por lo
tanto el modelo que podríamos realizar
de esta viga sigue el siguiente
esta sería nuestra vida y ésta serían
los apoyos que tiene esta vida estamos
observando en este sentido por lo tanto
tenemos nuestra vida y los apoyos que
serían los pilares
y esa vida tiene un peso propio pero
además va a tener la descarga de estas
correas que por lo tanto las de
representar presionarnos como una carga
lineal como en este caso sino que lo que
voy a tener
son tres descargas puntuales
que van a estar expresadas únicamente de
cañones en cambio el peso propio de la
vida si va a estar expresado como una
descarga lineal de cañito por metro y
aquí voy a estar hallando la descarga
y la vida que va a hacer lo que voy a
estar aplicando sobre los pilares para
analizar cada uno de estos pilares hasta
llegar al plan de sus tentaciones
de ese modo nosotros seguimos el camino
material de las fuerzas pasando desde
fuerzas superficiales a fuerzas lineales
y luego fuerzas concentradas
bueno por aquí dejamos esta primera
entrega y nos seguimos bien
chao
Weitere ähnliche Videos ansehen
5.0 / 5 (0 votes)