Mientras diseña un edificio, ¿cómo explica la resistencia impartida por los componentes no estructurales (básicamente paredes)?

Answer 1

Esta es una muy buena pregunta. Para aquellos que no están de acuerdo, considere lo siguiente:

• Al demoler una cocina; Después de quitar todos los tornillos que sujetan los gabinetes a la pared, la pintura y el calafateo de 30 años pueden sujetar los gabinetes firmemente a la pared.
• Los paneles de yeso en una pared de 2 × 4 proporcionan una capacidad significativa de “pared de corte”.

Asi que; ¿Cuánto se tiene en cuenta el calafateo, las ventanas, la pintura y los paneles como placas de yeso o revestimiento al diseñar un edificio?

Cuando se diseñan los edificios, debemos anticipar qué cargas probablemente experimentará la estructura. Realmente solo estamos haciendo conjeturas educadas . Es prudente errar por precaución , de lo contrario los abogados podrían involucrarse. Por lo tanto, no confiamos en los cables eléctricos que atraviesan una pared de madera como miembros de tensión.

También considere que los edificios grandes (o estructuras) tardan mucho tiempo en construirse . Los rascacielos y los grandes puentes llevarán años. Por lo tanto, deben diseñarse para soportar todo tipo de cargas antes de que algunos de esos elementos no estructurales estén en su lugar. Por lo tanto, no confiamos en la placa de yeso para endurecer las paredes de un rascacielos, ya que podría experimentar un gran ‘evento’ de viento mucho antes de que la placa de yeso llegue al lugar de trabajo.

Por último es el principio de remodelación . Los edificios residenciales (al menos en los EE. UU.) Se están remodelando constantemente, y esos muros no estructurales se mueven en todas direcciones. El diseñador original no puede anticipar dónde terminarán y, por lo tanto , no puede confiar en su contribución a la estabilidad del edificio.

Answer 2

Aunque soy de la misma opinión que la de los autores de otras respuestas aquí, me gustaría agregar un poco más de información.

Como dicen, la resistencia impartida por los componentes no estructurales se considera lo suficientemente insignificante como para no tenerla en cuenta. Dicho esto, es posible que los componentes no estructurales (especialmente la mampostería de tabiquería) deban explicarse por los efectos adversos. Dejame explicar.

Un tabique de mampostería cambia las condiciones de contorno de las columnas entre las que se extienden. Si estas columnas son parte del sistema de marco de momento de resistencia de carga lateral, no se deformarían de la misma manera que lo harían las columnas libres. Esto se debe a la restricción parcial proporcionada por estas paredes. A menos que se tenga en cuenta en el diseño, realmente no podemos predecir ninguna fuerza, deformación o daño a la estructura.

Los elementos no estructurales como máquinas o equipos enormes (por ejemplo, un hospital) en algunos pisos pueden provocar una desviación del comportamiento previsto. Esto se debe a la contribución de masa adicional a la estructura, ya que estas máquinas, fijadas al piso, son pesadas. Un componente de masa estructural más alta puede aumentar el riesgo de atraer fuerzas más altas bajo cargas dinámicas como terremotos.

Además de los aspectos estructurales, ocasionalmente los componentes no estructurales también pueden requerir un procedimiento de diseño detallado. Imagina una planta de energía nuclear. Los equipos eléctricos en una unidad de control serían parte de los componentes no estructurales de un edificio principal. El fracaso de estos bajo la carga del terremoto sería crítico para un mayor funcionamiento de la planta de energía. Por lo tanto, estos deben diseñarse para resistir daños críticos bajo terremotos durante la fase de diseño estructural. Lo mismo puede decirse de un sistema de rociadores en un hospital. Cualquier piso puede ser inundado por daños críticos a las tuberías. Esto también tiende a ocurrir bajo terremotos. Un piso inundado puede ocasionar daños en el equipo por millones de dólares. Aunque estos son aspectos minuciosos y no salvavidas, un diseño verdaderamente resistente a los terremotos no debería dejarlos fuera.

Answer 3

No lo hace, descuida tales elementos sin carga en los cálculos de resistencia para otros elementos. El único lugar que tendrían dichos elementos sin carga en sus cálculos sería el peso sobre otros miembros estructurales.

Es similar a cómo en un edificio tiene un sistema vertical y un sistema lateral. El sistema vertical soporta el edificio de las cargas de gravedad y el sistema lateral resiste cualquier carga lateral como el viento y la sísmica. Si tiene una estructura con marco de acero con paredes de corte de CMU, las columnas y vigas de acero soportan las cargas de gravedad y las paredes de CMU resisten las cargas laterales. Usted descuida todo el encuadre de acero cuando analiza la estructura para cargas laterales y diseña las paredes de CMU para tomar el 100% de la carga. Aunque los estudios han demostrado que las conexiones clavadas del marco de gravedad de acero recibirán del 30% al 50% de la carga lateral, todavía se ignora por completo para garantizar que diseñe las paredes de la CMU para el peor de los casos.

Así que, básicamente, estos elementos que no soportan carga no proporcionan resistencia a las cargas o deflexiones, solo proporcionan peso a la estructura.

Answer 4

Una vez que tiene en cuenta estos componentes en sus cálculos de diseño estructural, ya no son “no estructurales”.

Lo cual es parte de por qué eso rara vez se hace.

A modo de ejemplo, trabajé hace un tiempo en la rehabilitación de un edificio de principios de la década de 1970. El edificio original no fue diseñado según los códigos sísmicos actuales, pero también tenía solo 2 pisos de altura y tenía una serie de paredes interiores de bloques de concreto que llenaban bahías estructurales completas (de columna a columna de lado, y del piso a la viga arriba verticalmente). .) El ingeniero estructural determinó que podríamos considerar esos muros como parte del arriostramiento lateral que tendríamos que colocar en el edificio como parte de la actualización al código actual.

Pero una vez que se incluyeron en los cálculos de resistencia de carga lateral, se volvieron inamovibles. No cortar agujeros en ellos o derribarlos para hacer más espacios abiertos. Y debido a que no fueron diseñados como muros de corte, no fueron tan eficientes como lo sería un muro nuevo (totalmente agrupado y totalmente reforzado). Lo cual estaba bien en ese caso particular, ya que había suficiente muro existente para que funcionara y el programa lo permitía.

Pero una vez que trata las particiones interiores como parte de su sistema resistente a la carga, se queda atrapado con ellas, lo que reduce la flexibilidad del edificio para su uso futuro.

Pregunta original

Mientras diseña un edificio, ¿cómo explica la resistencia impartida por los componentes no estructurales (básicamente paredes)?

Answer 5

“No estructural” por su propio significado indica que no contribuyen a la estructura. Son requisitos funcionales. Se consideran sus pesos y los soportes para estos componentes no estructurales están diseñados para darles cuenta.

No se puede confiar en estos componentes no estructurales para aumentar la resistencia del marco, ya que son móviles y también extraíbles.

Solo necesitan ser lo suficientemente fuertes como para sostener sus propios pesos.

Otro ejemplo de un componente no estructural es el techo y las láminas laterales en edificios industriales. Deben ser lo suficientemente fuertes como para abarcar solo entre las correas de soporte y no se supone ninguna contribución de estas hojas al evaluar la resistencia del marco como un todo.

GV

Answer 6

Puede dar cuenta de los componentes no estructurales, pero no puede tomar el crédito por ellos si no puede calificarlos para las cargas de diseño en todas las condiciones ambientales.