Elementos estructurales y construccion.Se conoce como elemento estructural a las diferentes partes en que se puede dividir una estructura atendiendo a su diseño. El trazo de estos elementos se lleva a cabo siguiendo los principios de la resistencia de materiales y de la ingeniería estructural. Cada uno de los elementos estructúrales poseen nombres propios que los identifican, estos habitualmente cambian según el país. Ahora bien, estos elementos se pueden clasificar siguiendo los tres criterios principales, que son: Forma geométrica y/o posición. • Dimensionalidad del elemento. • Estado tensional y/o solicitaciones predominantes. Un tipo de elemento son los lineales, los cuales también son llamados prismas mecánicos o unidimensionales. Estos son alargados y son sometidos a un estado de tensión plana. Son muchos los elementos lineales que existen, pero los más comunes atendiendo a su forma y a su posición son: • Horizontales, flexionados y rectos: en donde se pueden apreciar zapata corrida, viga, correa de sustentación o arquitrabe. • Verticales, comprimidos y rectos: como son los pilares, la columna, y el pilote. • Flexionados y curvos: donde entran los arcos continuos y las vigas balcón. • Diagonales y rectos: que corresponden a las barras diagonales de una celosía, a las barras de arrostramiento de cruces, etc. Por otra parte están los elementos bidimensionales que poseen una dimensión o espesor menor que las demás. Estos se dividen según su forma en: • Horizontales, flexionados y planos: que corresponden a las plateas, a las losas de cimentación y a los forjados. • Flexionados y curvos. • Verticales, flexionados y planos: que involucra a los muros de contención. • Traccionados y curvos. Por ultimo están los elementos tridimensionales los cuales poseen estado de tensión biaxial o triaxial. En estos se pueden distinguir las zapatas y las mensuras de sustentación. Todos estos elementos estructurales son diseñados atendiendo una serie de criterios como son; los de resistencia, los de estabilidad, los de funcionalidad, y los de rigidez. [ Equipo arquitectura y construcción de ARQHYS.com ]. Elementos estructurales básicos. Elementos lineales Los elementos más sencillos que pueden identificarse en una estructura son aquellos que se moldean como líneas, o sea que tienen una de sus dimensiones mucho mayor que las otras dos. Estos elementos se tratarán aquí en función del tipo de solicitación que en ellos predomina. Entre los ejemplos más sencillos pueden distinguirse dos casos: el tirante como elemento de eje recto sujeto a una carga actuante en dirección de su eje, y el cable colgante que sirve para resistir cargas transversales y que toma la configuración adecuada a cada sistema de carga que está sujeto. Un aspecto especialmente importante en el diseño de un elemento en tensión es la necesidad de un anclaje. Este elemento transmite la fuerza en él aplicada a un punto de apoyo que puede ser otra parte de la estructura o el terreno. Cuando la reacción se transmite a la estructura, puede introducir en ella solicitaciones importantes, cuando se transmite al terreno debe ser contrarrestada ya sea por gravedad, mediante un elemento de anclaje cuyo peso equilibre la reacción, ya sea por fricción entre un elemento de anclaje y el terreno. El dispositivo de anclaje puede resultar complejo y costoso, ya que suelen introducirse en él concentraciones de esfuerzos muy elevadas. Otra característica de los elementos de tensión es su escasa o nula rigidez para fuerzas que actúan fuera de su eje. Con frecuencia los tirantes se diseñan con cierta rigidez transversal para que absorban flexiones accidentales, como diagonales de armaduras, por ejemplo. El poste es el elemento barra sujeto a compresión axial. Su denominación más común de columna es más apropiada cuando está sujeto a condiciones de carga más complejas que incluyen flexión. Cuando el poste es inclinado adquiere el nombre de puntal. El estado de compresión perfectamente axial es meramente ideal en las estructuras ya que, por las condiciones de continuidad o imperfección de la construcción, siempre se presentan excentricidades accidentales de la carga aplicada, las cuales dan lugar a que ésta se encuentre acompañada de cierta flexión. Una barra sujeta a cargas normales a su eje es una viga, aunque este nombre se le asigna comúnmente sólo cuando la barra es horizontal. Una viga resiste y transmite a sus apoyos la carga por medio de flexión y cortante. La variación de esfuerzos normales a lo largo de la sección define una resultante de compresión y una de tensión que deben ser iguales, ya que la carga axial externa es nula. La magnitud del momento máximo que puede resistir la sección está definida por a magnitud de las resultantes de los esfuerzos internos de tensión y compresión que pueden desarrollarse y del brazo de palanca de dichas fuerzas. En una sección rectangular cuando se alcanza el esfuerzo máximo en la fibra extrema, más de la mitad de la sección esta sujeta a menos de la mitad de dicho esfuerzo máximo, por lo tanto la sección es poco eficiente, al contrario de lo que ocurre para la carga axial de tensión o de compresión en que toda la sección está sujeta a un esfuerzo máximo constante. Para aumentar la eficiencia de una sección conviene concentrar más área cerca de los extremos. En acero las secciones I son ideales para esta función; en el concreto reforzado la sección T proporciona una mayor área de concreto en la parte superior para equilibrar en compresión la fuerza de tensión que puede desarrollar el acero en la parte inferior de la sección. (Autor: Kelly Vitiello, Amelia Quezada y Jose Omar Marinez. UNIBE) Elementos estructurales planos. Elementos estructurales de superficie curva. de carga o de apoyo. Por consiguiente el total de la carga debe ser resistido por flexión tanto en dirección X como en Y. En la placa apoyada sobre columnas. Para condiciones irregulares de forma. la fracción de la carga que es resistida por la losa por flexión en dirección Y es recibida por las vigas de apoyo y debe ser por estas transmitida a las columnas por flexión en dirección X. así como de formas de la losa bajo la hipótesis de comportamiento elásticolineal. De la misma forma. De lo que se aprecia que el funcionamiento es similar al del caso anterior. el total de la carga produce flexión en dirección X Y en dirección Y. Cuando la carga es uniforme es valido considerar una franja de losa de ancho unitario y diseñarla como viga. aunque adquieren nombres más específicos según la función estructural principal que desempeñan. se denominan losas. funciona esencialmente como una viga ancha. La flexión es la fuerza interna dominante en las placas con cargas normales a su plano. Una placa apoyada solamente en dos de sus bordes en una misma dirección. Cuando son de concreto. De esta forma la eficiencia es muy superior a la de la placa que trabaja en una sola dirección. Un grupo importante de elementos estructurales básicos se caracteriza por tener una dimensión muy pequeña con respecto a las otras dos y una superficie media plana. En realidad el comportamiento es ligeramente distinto debido a las restricciones que existen a las deformaciones que se originan en dirección transversal por efecto de Poisson. o procedimientos aproximados. por lo cual conviene considerar la losa y sus elementos de apoyo como un solo sistema que debe ser capaz de resistir la flexión generada en ambas direcciones por la totalidad de la carga. pero la parte de la carga que es transmitida por flexión de la losa en dirección X debe ser transmitida por flexión en la dirección y por las vigas de apoyo. En las placas muy alargadas domina la flexión en la corta dirección. o de piedra o de construcción compuesta con estos materiales. de elementos finitos por ejemplo. Para la distribución de los momentos flexionantes y de las reacciones en los apoyos existen soluciones analíticas cerradas para un gran número de condiciones de carga y de apoyo. La placa sobre apoyos flexibles se flexiona también en dos direcciones. Para los materiales usuales que forman estos elementos ?acero o concreto reforzado con bajas cuantías de refuerzo?. Estos elementos se identifican con el nombre genérico de placas. así que estas se analizan como apoyadas en una sola dirección. no es posible resolver la ecuación diferencial de la placa y es necesario recurrir a métodos numéricos. La porción de la carga que transmite en cada dirección depende de la relación de claros. En este caso las franjas de la losa que se encuentran sobre columnas pueden visualmente como vigas que toman la mayor parte de la flexión. La placa sobre apoyos regidos en todo su perímetro se flexiona con doble curvatura y su comportamiento puede visualmente considerando que una fracción de la carga se transmite por flexión en una dirección y el resto por flexión en la otra. Una placa es un elemento altamente hiperestático. se tiene un comportamiento muy dúctil que permite grandes redistribuciones de . Las placas sujetas a cargas normales a su plano y apoyadas en sus bordes o en algunos puntos son típicas de los sistemas de piso y techo. sea por la losa misma o por los elementos de apoyo. aunque cumplen un gran número de otras funciones en diferentes estructuras. ya que transmite la carga a los apoyos por medio de flexión es una dirección. La fuerza cortante a veces llega a regir el diseño.Elementos estructurales planos. la resistencia puede estar regida por pandeo local de la superficie. por la misma razón. por su alta resistencia en tensión. gran eficiencia estructural con mínimo peso propio de la estructura. de cortantes y ocasionalmente de flexiones cuya magnitud debe tratarse de mantener mínima por medio de la adopción de la forma más eficiente y. Por lo cual. La distribución de momentos obtenida de la teoría elástica se altera sustancialmente en cuanto se produce agrietamiento en el concreto y más aún cuando se alcanza el momento de fluencia en las secciones críticas. Amelia Quezada y Jose Omar Marinez. como en las cubiertas colgantes. especialmente. Esto es que deben considerarse en el diseño. Si estos llegan a tener flechas muy elevadas en relación a su espesor. este se utiliza ya sea en superficies continuas. El cascarón es la membrana como el arco es el cobre: para que esté sujeto a compresión pura su forma debe ser el inverso del funicular de cargas. Sus características de funcionamiento estructural son también similares a las del cable. debido a los pequeños espesores que se logran en los cascarones por la gran eficiencia estructural de su forma. con el aprovechamiento de la doble curvatura. La rigidez de una membrana se incrementa notablemente si se aplican tensiones en sus extremos para que quede reesforzada antes de la carga. (Autor: Kelly Vitiello. También. La membrana es un elemento superficial de espesor pequeño que colgándose de sus apoyos. UNIBE) Elementos estructurales de superficie curva. como en el caso de paredes de recipientes a tensión. superficie funicular. Una forma muy conveniente de lograr buena rigidez es una membrana es asociando una doble curvatura con preesfuerzo. la resistencia del cascarón ante flexiones es reducida. De manera semejante un elemento placa puede tomar la curvatura más adecuada para transmitir cargas por medio de esfuerzos axiales. De esta manera la membrana sufre sólo pequeños cambios de forma al pasar de un estado de carga a otro. Por otra parte. toma la forma que le permite eliminar la flexión y transformar en tensión las cargas transversales aplicadas. Las lonas de fibras naturales o artificiales han sido también empleadas en cubiertas colgantes y resultan muy eficientes. La acción de membrana se desarrolla también como un mecanismo secundario para resistir fuerzas en elementos planos de espesor no despreciable que transmiten las cargas por flexión. o en redes de cables. En incisos anteriores se vio como puede aprovecharse la forma de un elemento lineal para transferir cargas transversales a los apoyos de la manera más eficiente. Es el equivalente en el espacio del cable colgante que adquiere bajo una condición de carga dada se denomina. Este toma la forma de un cable para equilibrar las cargas exteriores mediante tensión axial o de un arco para hacerlo por medio de compresión. la transmisión de cargas implica casi siempre la aparición de tensiones. en forma semejante a lo que se hacía para el cable. El cascarón es un elemento de superficie curva que resiste cargas esencialmente por esfuerzos de compresión. por lo que . El material ideal para membrana es el acero. rigidez transversal despreciable que lleva a la necesidad de cambiar de forma para soportar cada estado de fuerzas diferente. comienzan a resistir las cargas por efecto de membrana al colgarse de sus apoyos. transmisión de elevadas fuerzas de anclaje concentradas en algunos puntos y con dirección inclinada que exigen una estructura de soporte que puede resultar particularmente costosa.momentos. ascensores etc). MODULO 3 PLANOS ESTRUCTURALES TEMA 1 FUNDAMENTOS DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 1. 2. y además todos los que dividen interiormente el volumen en espacios arquitectónicos.La definición y clasificación de los requisitos que deben satisfacer los distintos subsistemas que componen la edificación. empleados para dar el aspecto o presentación final a los diferentes elementos arquitectónicos y estructurales. transformados mediante una determinada tecnología y realizados por personas. (Autor: Kelly Vitiello. En la construcción la estructura tiene un mejor comportamiento cuando más directa y lógica haga la transmisión de esfuerzos desde los elementos que la componen hasta el terreno. INTRODUCCIÓN Podemos definir estructura. esto convierte a la estructura en un elemento espacial compuesto esencialmente de materia y forma. que hacen posible el acto de construirlos en todas sus fases. como la parte de la edificación que recibe. Subsistema instalaciones: Formado por todas las redes e instalaciones especiales (eléctricas. excepto en zonas donde las curvaturas sean muy grandes. Otro aspecto que debe tomarse en cuenta son las concentraciones de esfuerzos que suelen presentarse en los apoyos y en los bordes. Subsistema cerramientos: Hacen parte de él todos los elementos que forman las fachadas y cubiertas. y que llamados muros. las que requieren frecuentemente de engrosamientos locales o de elementos de rigidización. 2. CLASIFICACION DEL SISTEMA CONSTRUCTIVO Subsistema estructural: Compuesto por todos los elementos. dando a cada subsistema la autonomía necesaria para que con sus características cumpla con una función determinada y específica. Amelia Quezada y Jose Omar Marinez. La forma y conservación de los espacios arquitectónicos depende directamente de la estructura que la sustenta. Subsistema estructural. . Figura 01: Cuadro.La descomposición del cuerpo o volumen construido en subsistemas. soporta y transmite las cargas o pesos a través de sus elementos hasta el terreno. hay que entender el proceso de construcción como un sistema integrado por elementos heterogéneos formados por materiales de construcción. De esta forma podemos definir al sistema constructivo. . a los que corresponda una clasificación organizada según las funciones desarrolladas por sus respectivos elementos.su capacidad para soportar cargas concentradas es pequeña. de los cuales nos ocuparemos en este módulo. que hacen posibles la realización de las actividades para las cuales fue diseñado. Subsistema acabados: Se refiere a los materiales y sistemas constructivos. que conforman el edificio. En el sistema constructivo hay dos aspectos importantes a considerar: . acueducto. UNIBE) 1. Para comprender el papel desempeñado por la estructura en una edificación. como el conjunto de subsistemas dotados de atributos propios que se relacionan entre sí. dando lugar a la creación de un edificio. su trabajo es amarrar los elementos verticales columnas y también repartir cargas al terreno. PILAS En esencia. triturado y agua según dosificaciones). estructuralmente están sometidos a esfuerzos de tracción arriba. ZAPATAS Elementos estructurales cuyo largo y ancho son grandes con respecto a su grueso o altura. forma y resistencia. reforzado. y cubierta como unidad estructural]. ciclópeo.3. Su presencia es indispensable en todo edificio que tenga que responder a cargas y al desgaste. La estructura la podemos dividir en: Subestructura y Superestructura.6.3. PILOTES Son elementos verticales parecidos a las pilas. personas y muebles que realizarán en él las labores para las cuales fue diseñado el edificio. en voladizo o confinados. arena. 5. normalmente están a poca profundidad (3-4 metros). los elementos arquitectónicos. su función es distribuir las cargas verticales que reciben de las columnas y pedestales al terreno. SUBSISTEMA ESTRUCTURAL Podemos entender el subsistema estructural como el paquete de elementos que soportan además del peso propio de sus materiales. pueden trabajar por punta o fricción. según la profundidad determinada por el estudio de suelos y los cálculos estructurales. 2.4. PEDESTALES Elementos estructurales de mayor diámetro o sección que la columnas y menor que las zapatas.3. 2. pedestales. nos referimos a todos los elementos necesarios para sostener.3. 2. está constituida por un conjunto de elementos (zapatas.. Generalmente se entierran a gran profundidad (5m–30m). vigas de amarre etc. En los muros de contención. Ambos elementos (pilas y pilotes) soportan las zapatas y los pedestales. 2. 2. 2.5.3.). su función es soportar cargas o fuerzas horizontales producidas por el terreno. SUB-ESTRUCTURA En un edificio. pero de menor tamaño y enterrados a poca profundidad (3m–4m).1. SUPER-ESTRUCTURA Cuando en el sistema constructivo Figura 05: despiece de superestructura hablamos de súper-estructura. 2. es por esto. MUROS DE CONTENCIÓN Elementos verticales.2. y acero que es el material de refuerzo. VIGA DE FUNDACIÓN O AMARRE Elemento horizontal cuya sección es pequeña con respecto a su longitud. (el peso propio del edificio. vaciados o hincados (prefabricado). Figura 02: Sistema de mampostería estructural. relacionados entre sí y de acuerdo con su capacidad de trabajo.1. que solo podrá ser sustituida por otro sub.sistema que cumpla el mismo papel con similar o mejor eficiencia. y compresión abajo.3. Figura 04: detalle de zapata. su función estructural es distribuir las cargas verticales a la zapata en forma de triangulo.4. muros. los muebles y personas que realizarán alguna función en . La unión en muros de contención se realiza mediante el sistema machihembrado. estos muros adquieren una forma geométrica de “T o L”.. colocan en forma de anillos amarrados a los hierros terminales en gancho. 2. pueden ser en concreto simple. vaciados en concreto o conformados por otros materiales. mientras más monolítica sea su construcción mayor será su resistencia a los esfuerzos. funcionan por gravedad. tratando que el encajamiento producido por este tipo de unión contrarreste a los esfuerzos a los que se someta. Generalmente los materiales utilizados son concreto (mezcla en proporciones adecuadas de cemento. para posteriormente ser vaciado en concreto reforzado con estribos que se 4. su sección varia de acuerdo con las cargas de la edificación.3. Figura 03: Subsistema estructural. Los sistemas mas utilizados en Colombia para la construcción de edificios son: el sistema “esqueletal” [vigas y columnas] y el sistema de mampostería estructural [cimientos.3. se trata de un poso seco que se excava hasta encontrar la resistencia optima del terreno.3. 2. PORTICOS Elemento conformado por la conjugación de columnas y vigas. Las columnas se encuentran sometidas principalmente a esfuerzos de compresión. generalmente planos. están compuestos por otros elementos más pequeños llamados peldaños. son elementos que tienen como función. evacuar el agua lluvia y servir de aislamiento térmico. Los muros estructurales son planos verticales que absorben las cargas.4. Figura 07: Tipos de pórticos 7. para evitar problemas de pandeo. y un plano vertical llamado contra. transportan las cargas de las losas al pedestal.2. Los pórticos funcionan como estructuras planas ya que las acciones.7. cubiertas. forman parte de la estructura y deben integrase a ella. 2. siendo su trabajo principal el de compresión. los muros pueden sufrir ante cargas horizontales esfuerzos de flexión. viguetas. LOSAS Elementos estructurales horizontales que constituyen los pisos de los edificios. 2.1. 2. 2. pero que hacen parte de las losas. Aunque los tramos de escalas se generan a partir de un plano (superficie) inclinado. Figura 10: Detalle de cubierta. pórticos.4. Los elementos que están por debajo del nivel del terreno. Es por esto que en la construcción de estos muros se debe considerar el material. torsión y fisuras axiales.4.4.5. ya que las columnas están aisladas en sentido longitudinal. se comportan como un conjunto integrado por los muros y cubierta [techos / losas] que buscan como unidad llevar los esfuerzos verticales y horizontales al terreno.4. unificar esfuerzos mediante elementos lineales. Figura 09: Detalle losa. MAMPOSTERIA Las estructuras que basan su sostenimiento en muros.6. cuya sección en pequeña con respecto a su longitud. etc. verticales. Figura 08: Empate de columna con viga. Bajo cargas verticales actúan a flexión.estructura. Los elementos de cubierta o techos. Con las mismas características que las escalas. muros portantes. vuelco o pandeo como si fuese una losa puesta a trabajar de forma vertical y no horizontal como es acostumbrado.4. CUBIERTAS Parte de las funciones que desempeña una cubierta son las de protección al medio ambiente. la longitud y la existencia de elementos que ayuden a su soporte. reacciones luces y deformaciones se dan en un mismo plano. 8.huella. las . En sus dimensiones se deben tener en cuenta factores como la relación entre su áreas y su longitud. El sistema estructural de pórticos permite una gran libertad en los espacios. vigas. con largo y ancho de mayor tamaño que el espesor. así como su momento de inercia. los cuales se componen de un plano horizontal llamado huella. 6.él). recubrimiento. cizalladura. COLUMNAS Elementos verticales aislados. se transportarán al terreno según el plano donde se encuentren. y transportar las cargas a los elementos de la sub. 2. Figura 06: Mampostería estructural 2.estructura.3. aligerantes. los denominamos como subestructura y los que están por encima de este nivel son los que denominados como súper.4. VIGAS Elementos similares a las vigas de fundación. escalas o gradas. ESCALAS Son elementos estructurales de enlace que sirven para establecer comunicación o acceso entre distintos niveles o plantas de una edificación. las losas están compuestas por otros elementos más pequeños (vigas.). Los edificios están conformados por planos horizontales. de esta forma las cargas. losas.4. 2. Figura 11. Estos elementos lineales horizontales ayudan a la transmisión de cargas monolíticamente unidas a la columnas. de esta forma funcionan como un pórtico y actúan generalmente bajo cargas verticales a flexión. ya que estructuralmente su finalidad y función es la de conformar y unidad. La super-estructura se compone de elementos como Columnas. e inclinados. auque también pueden funcionar en cubiertas. es por esto que las estructuras se representan con elementos gráficos tales como: Plantas de fundaciones Detalle de fundaciones y columnas Planta de losa primer piso Planta de losa tipo Detalle de losas vigas y nervios Detalles de escalas Cuadro de estribos Especificaciones Todos los esquemas presentes en un plano estructural nos ayudan a la localización de elementos y de materiales empleados para su elaboración. son esfuerzos generados sobre los puntos de apoyo que equilibrar las cargas. por lo tanto en una estructura podemos encontrar fuerzas y esfuerzos horizontales. COMPRECIÓN: Es la acción de dos fuerzas sobre una misma línea con sentidos opuestos y que tienden a acortar el elemento. el cual se representa gráficamente en los planos de plantas. CARGA: Son las fuerzas externas que actúan sobre una estructura. CÁLCULO ESTRUCTURAL En Colombia.RAMPAS son elementos estructurales inclinados. son fabricadas tradicionalmente en hormigón prefabricado. Una carga es una fuerza o acción y un esfuerzo es una reacción a esa carga. La estructura determina el comportamiento de cada elemento que la compone. GLOSARIO FUERZA: Acción de un cuerpo sobre otro que tiende a cambiarlo de dirección o imprimirle un movimiento. 2. el análisis y estudio de estos factores produce los CÁLCULO ESTRUCTURAL. 3. madera y metal. Los planos de cálculos estructurales cuentan con elementos de representación diferentes a los utilizados en planos arquitectónicos constructivos y de instalaciones. soportando cargas dinámicas. en procesos constructivos en el sitio de la obra o mediante el montaje de elementos prefabricados. 9.8. La física elemental nos dice: que para el equilibrio en una estructura. 2. en el diseño sísmico de edificaciones deben acatarse todas las disposiciones aplicables establecidas de las Normas de Diseño y Construcción Sismo-resistente NSR-98. a cada acción se opone una reacción igual y contraria. Sobre una estructura actúan cargas y fuerzas externas. la tracción es producida por dos fuerzas opuestas sobre la misma línea de acción. vivas. GRADERÍAS Estructuras sobre soportes inclinados distantes unos de otros. Ley 400 de 1997 y Decreto 33 de 1998. Compuestos: son la flexión y la torsión. etc. Si la . cuyo funcionamiento y forma son similares. CIZALLADURA: Resistencia que opone un cuerpo a dejarse cortar. o los decretos que lo reemplacen o complementen. respecto a las cargas que genera el edificio. una interna y otras externas. detalles. tracción y cizalladura. al igual que a los materiales para su construcción los cuales deben ser lo suficientemente fuertes para que sean capaces de resistir. 10.5. Las gradas trabajan a flexión. de acuerdo al plano o punto de la estructura donde se presenten. TRACCIÓN: Resistencia de un elemento a dejarse alargar o estirar. de esta forma es que los elementos estructurales están sometidos a fuerzas y esfuerzos. dinámicas y estáticas. la reacción de la estructura a estas fuerzas. ESFUERZO: Fuerza interna ocasionada por la cohesión de partículas que conforman un cuerpo y que se oponen a la deformación que ocasionen las fuerzas externas. producida por dos fuerzas iguales en dos líneas de acción adyacentes. cuadros.4. En una estructura actúan 2 tipos de fuerzas. éstas son catalogadas como cargas muertas. verticales e inclinados. FLEXIÓN: Resistencia de un cuerpo a dejarse doblar en la dirección que actúa la fuerza. es el grado de complejidad de la obra quien determina la utilización o no de cada uno de estos esquemas gráficos o la conveniencia de detalles más específicos de cada edificación. cortes. Los esfuerzos se clasifican en Simples: compuestos por la compresión. PANDEO: Deformación permanente producidos en elementos estructurales por una fuerza que excede el esfuerzo máximo que pueden resistir. . SECCIÓN: Lado o superficie de un plano. TORCIÓN: Resistencia de un elemento a ser girado o rotado. también de esta forma puede denominarse cada una de las partes en la que se divide un todo.fuerza deja de actuar sobre el elemento. este tipo de esfuerzo se presenta al aplicar una carga al elemento que lo hace girar deslizando las secciones transversales una sobre otra. éste regresa a su forma original. . . . . 1 Elementos lineales o 1.3 Elementos tridimensionales 2 Diseño de elementos estructurales o 2.1 Bibliografía . Contenido [ocultar] 1 Clasificación de los elementos o 1.3 Inestabilidad elástica o 2. El diseño y comprobación de estos elementos se hace de acuerdo con los principios de la ingeniería estructural y la resistencia de materiales.4 Estados límite 3 Referencia o 3.2 Rigidez o 2.Elemento estructural es cada una de las partes diferenciadas aunque vinculadas en que puede ser dividida una estructura a efectos de su diseño.2 Elementos bidimensionales o 1.1 Resistencia o 2. Básicamente los elementos estructurales pueden tener estados de tensión uniaxiales. dintel. Horizontales. . compresión (pilares). etc. correa de sustentación de cubierta.). arcos. láminas. mucho mayor que las dimensiones según la sección transversal. Los elementos lineales más comunes son según su posición y forma: Verticales. comprimidos y rectos: Columna (sección circular) o pilares (sección poligonal). perpendicular en cada punto a la línea baricéntrica. cúpula membrana elástica muro de carga. luz. los tipos de esfuerzos predominantes pueden ser tracción (membranas y cables). arco forjado Catenaria curvos Tridimensionales ___ lámina. losa. flexionados y rectos: viga o arquitrabe. flexión (vigas. arquitrabe Tracción dominante cable estirado Compresión dominante pilar viga balcón. pilares. muro de contención cuña [editar] Elementos lineales Los elementos lineales o unidimensionales o prismas mecánicos. según puedan ser modelizados como elementos unidimensionales (vigas. bidimensionales (placas.. biaxiales o triaxiales según su dimensionalidad y según cada una de las direcciones consideradas pueden existir tanto tracciones como compresiones y finalmente dicho estado puede ser uniforme sobre ciertas secciones transversales o variar de punto a punto de la sección.. o longitud de arco). también la posición u orientación afecta al tipo de estado tensional que tenga el elemento. láminas) o torsión (ejes de transmisión. arcos. estos nombres cambian de país a país. están generalmente sometidos a un estado de tensión plana con esfuerzos tensiones grandes en la dirección de línea baricéntrica (que puede ser recto o curvo).[editar] Clasificación de los elementos En el caso de construcciones estos tienen nombres que los identifican claramente aunque en el mundo hispano parlante. pilote (cimentación). zapata corrida para cimentación. Unidimensionales Bidimensionales rectos rectos curvos Flexión dominante viga recta. Estado tensional y/o solicitaciones predominantes. así si la pieza es recta como una viga o curva como un arco. placa.). el modelo debe incorporar estas diferencias. Geométricamente son alargados siendo la dimensión según dicha línea (altura. la forma geométrica concreta afecta a los detalles del modelo estructural usado. Forma geométrica y/o posición. . membranas) o tridimensionales. dintel. Los elementos estructurales suelen clasificarse en virtud de tres criterios principales: Dimensionalidad del elemento. placas. las losas de cimentación. búsqueda . como lo son las láminas de revolución. comprimidos y planos. por lo que su estado tensional es complicado. es mucho menor que las otras dos. paredes o tabiques. la enciclopedia libre Saltar a navegación. [editar] Elementos bidimensionales Los elementos planos pueden aproximarse por una superficie y tienen un espesor pequeño en relación a las dimensiones generales del elemento. en este caso los esfuerzos pueden ser de flexión tracción dominante o compresión dominante. Además estos elementos suelen presentar tracciones y compresiones simultáneamente según diferentes direcciones. que corresponden a arcos continuos cuando los esfuerzos se dan según el plano de curvatura o a vigas balcón cuando los esfuerzos son perpendiculares al plano de curvatura. llamada espesor. Verticales. como los depósitos cilíndricos para líquidos. flexionados y planos. Viga De Wikipedia. como los forjados. flexionados y planos. [editar] Elementos tridimensionales Los elementos tridimensionales o volumétricos son elementos que en general presentan estados de tensión biaxial o triaxial. barras diagonales de una celosía o entramado triangulado. Entre este tipo de elementos están: Las mensulas de sustentación Las zapatas que presentan compresiones según direcciones cerca de la vertical al pilar que sustentan y tracciones en direcciones cerca de la horizontal. como los muros de carga. Flexionados y curvos. Traccionados y curvos son las membranas elásticas como las paredes de depósitos con fluidos a presión. Es decir. Pueden dividirse según la forma que tengan en elementos: Horizontales. y las plateas o marquesinas. en estos elementos una dimensión. como los muros de contención. Diagonales y rectos: Barras de arriostramiento de cruces de San Andrés. Flexionados y curvos. Verticales. en los que no predomina una dirección dimensión sobre las otras. En las zonas cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento. El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión. sobre todo en las vigas que forman el perímetro exterior de un forjado. produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón superior respectivamente. la enciclopedia libre Saltar a navegación. En las vigas la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal. búsqueda Dinteles de piedra en Stonehenge. las cuales se calculan relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. . Dintel De Wikipedia. Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecánico. En ingeniería y arquitectura se denomina viga a un elemento constructivo lineal que trabaja principalmente a flexión.Flexión teórica de una viga apoyada-articulada sometida a una carga puntual centrada F. También pueden producirse tensiones por torsión. Los mejores exponentes de arquitectura adintelada en piedra son los edificios monumentales del Antiguo Egipto y la Grecia clásica. La que utiliza arcos o bóvedas se denomina arquitectura abovedada. Por extensión. o construcción. ventanas o pórticos. o construcción adintelada. Un dintel es un elemento estructural horizontal que salva un espacio libre entre dos apoyos. búsqueda Arquitrabe en el templo romano de Marte. el tipo de arquitectura. la enciclopedia libre Saltar a navegación.Esquema de estructura adintelada. . Es el elemento superior que permite abrir huecos en los muros para conformar puertas. en Roma. Arquitrabe De Wikipedia. que utiliza el uso de dinteles para cubrir los espacios en los edificios se llama arquitectura adintelada. del Foro de Augusto. búsqueda Una viga balcón es un elemento estructural cuyo eje baricéntrico es una curva plana y que soporta cargas perpendiculares a su plano de curvatura. es un ejemplo típico de estructuras arquitrabadas. pero combinada necesariamente con torsión ya que debido a la forma curvada el momento flector de una sección reaparece en secciones cercanas como momento torsor. en arquitectura clásica. la enciclopedia libre Saltar a navegación. no perpendiculares. Anteriormente. es la parte inferior del entablamento que apoya directamente sobre las columnas. Se diferencia del arco continuo en que en este último las cargas principales son paralelas.El arquitrabe. [editar] Véase también Entablamento Dintel Viga balcón De Wikipedia. al plano osculador. Arco continuo De Wikipedia. la enciclopedia libre Saltar a navegación. Debido a la geometría de las vigas balcón estas tienen siempre flexión como una viga ordinaria. búsqueda . La arquitectura griega clásica y su precedente. Es un elemento fundamental en la arquitectura de cubierta plana. la arquitectura egea. llamada arquitrabada. los edificios monumentales egipcios también se construyeron con cubiertas pétreas planas o adinteladas.[1] Su función estructural es servir de dintel. para transmitir el peso de la cubierta a las columnas. Estructuralmente la diferencia entre placas y láminas está en la curvatura. El hecho de que este espesor es pequeño comparado con las dimensiones de la lámina y a su vez pequeña comparada con . las conchas o las paredes de depósitos). a la que se añade un cierto espesor constante por encima y por debajo del plano medio.Arco del Jefferson National Expansion Memorial. Los arcos continuos estructuralmente diferentes de los tradicionales arcos de mapostería o fábrica que son elementos que trabajan a compresión sin flexión. Constructivamente son sólidos deformables en los que existe una superficie media (que es la que se considera aproxima a la placa o lámina). Un arco continuo es por tanto un elemento estructural curvo sometido predominante a esfuerzos axiles de compresión y flexión. mientras que las láminas son superficies curvadas en el espacio tridimensional (como lás cúpulas. Contenido [ocultar] En ingeniería estructural. Un arco continuo es un prisma mecánico cuyo eje baricéntrico es una curva plana y está sometido a cargas contenidas en el plano de curvatura o plano osculador del arco. Las placas son elementos cuya superficie media es plana. las placas y las láminas son elementos estructurales que geométriamente se pueden aproximar por una superficie bidimensional y que trabajan predominantemente a flexión. la enciclopedia libre Saltar a navegación. Las losas son un tipo de cimentación superficial que tiene muy buen comportamiento en terrenos poco homogéneos que con otro tipo de cimentación podrían sufrir asentamientos diferenciales.los radios de curvatura de la superficie. es lo que permite reducir el cálculo de placas y láminas reales a elementos idealizados bidimensionales. aunque también existen la losas nervadas que son más gruesas según la dirección de muros o filas de pilares. Losa de cimentación De Wikipedia. Una losa de cimentación es una placa de hormigón apoyada sobre el terreno que sirve de cimentación que reparte el peso y las cargas del edificio sobre toda la superfice de apoyo. búsqueda . Las trabes de estas losas se invierten para quedar enterradas en el terreno y evitar obstáculos al aprovechamiento de la superficie que queda lista para ocuparse como un firme aunque su superficie aun es rugosa. búsqueda Ejemplo de losa de cimentación para vivienda. También en terrenos con muy poca capacidad portante. Forjado De Wikipedia. Su cálculo es similar al de una losa plana de azotea invirtiendo las direcciones de los esfuerzos y aplicando las cargas tanto axiales como uniformes provenientes de todo el edificio. la enciclopedia libre Saltar a navegación. Las losas más sencillas son las losas de espesor constante. Forma parte de la estructura horizontal de las diferentes plantas de un edificio. no solo transmitir cargas verticales si no también horizontales. Cúpula De Wikipedia. permitiendo. rotados respecto de un punto central de simetría . diseñada por Miguel Ángel.Se denomina forjado a un elemento estructural externo. siendo capaz de solidarizar horizontalmente los diversos elementos estructurales. poligonal o elíptica. mediante arcos de perfil semicircular. muros). lo que reduciría la traslacionalidad del edificio. parabólico u ovoidal. generalmente horizontal. búsqueda Para otros usos de este término. la enciclopedia libre Saltar a navegación.5 m de diámetro y 132 de altura. véase Cúpula (desambiguación). pilares. Cúpula central de la Basílica de San Pedro. capaz de transmitir las cargas que soporta así como su peso propio a los demás elementos de la estructura (vigas. tiene 42. por tanto. en el Vaticano. La cúpula es un elemento arquitectónico que se utiliza para cubrir un espacio de planta circular. cuadrada. pilares cruciformes o pilares compuestos. Catenaria De Wikipedia. En la arquitectura gótica se utilizaba el pilar fasciculado que estaba formado por un haz de baquetones. se denominan muros de contención. se proyecta con libertad de formas. En la Basílica de San Pedro en Roma. generalmente adosados a un núcleo central. generalmente tierras Se denomina muro de carga o muro portante a las paredes de una edificación que poseen función estructural. como las presiones del terreno contiguo. destinada a contener algún material. bóvedas. pero puede ser también octogonal. Si en lugar de exento va adosado al muro se denomina pilastra.En ingeniería y arquitectura un pilar es un elemento vertical (o ligeramente inclinado) sustentante exento de una estructura. Bramante utilizó pilares ricamente articulados. y a imitación de la columna. llamados pilares de tambor. por esculpirse en ellos la diosa Hathor o de pilares osiríacos por tener representado al dios Osiris. fuste y capitel. tiene sección poligonal. destinado a recibir cargas verticales para transmitirlas a la cimentación y que. aunque por priorizar su capacidad portante. Se denomina muro de contención a un tipo estructura de contención rígida. Cuando los muros soportan cargas horizontales. En la arquitectura medieval. Lo más frecuente es que sea cuadrado o rectangular. a diferencia de la columna. la enciclopedia libre Saltar a navegación. vigas o viguetas de forjados o de la cubierta. En la arquitectura del Antiguo Egipto se habla de pilares hathóricos. aquellas que soportan otros elementos estructurales del edificio. puede presentar también tres partes: basa. búsqueda . eran comunes soportes circulares masivos. es decir. A veces. como se puede ver en la planta de la figura. como arcos. en matemáticas se denomina catenaria a la curva que adopta una cadena. Por extensión. la enciclopedia libre Saltar a navegación. con masa distribuida uniformemente por unidad de longitud. sometida a un campo gravitatorio uniforme. Cuña (máquina) De Wikipedia. La palabra deriva del latín catenarĭus (propio de la cadena). Para el sistema de electrificación de alta potencia de los ferrocarriles. búsqueda . véase Catenaria (ferrocarril). la enciclopedia libre Saltar a navegación. búsqueda Una membrana elástica es cuerpo elástico de pequeño espesor y escasa rigidez flexional que sólo puede resistir tensiones de tracción. La evoluta de la catenaria es la tractriz Membrana elástica De Wikipedia.Catenarias. suspendida por sus extremos y sometida a la acción de un campo gravitatorio uniforme. cuerda o cable ideal perfectamente flexible. Catenaria es la curva que describe una cadena suspendida por sus extremos. Ejemplos muy claros de cuñas son hachas. como el cuchillo o el filo de las tijeras. o para generar fricción y mantener la cuña fija a los objetos con los que está en contacto. . Estas son las fuerzas que se aprovechan para separar objetos. Por ejemplo. El funcionamiento de la cuña responde al mismo principio que el del plano inclinado.La fuerza descendente sobre la cuña produce una fuerza horizontal mucho mayor sobre el objeto. Técnicamente es un doble plano inclinado portátil. La ventaja mecánica de una cuña es la relación entre su longitud y su ancho. para calzarlos o para llenar alguna raja o hueco. cinceles y clavos aunque. para ajustar o apretar uno con otro. la cuña genera grandes fuerzas en sentido perpendicular a la dirección del movimiento. una cuña de 10 cm de largo por 2 cm de ancho tiene una ventaja mecánica de 5. cualquier herramienta afilada. La cuña es una máquina simple que consiste en una pieza de madera o de metal terminada en ángulo diedro muy agudo. en general. Sirve para hender o dividir cuerpos sólidos. Al moverse en la dirección de su extremo afilado. puede actuar como una cuña.