Sistemas Estructurales

«UNIVERSIDADNACIONAL PEDRO RUIZ GALLO» FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA Escuela Profesional de Arquitectura SISTEMAS ESTRUCTURALES CATEDRA: AÑASCO CRUZADO JORGE INTEGRANTES: SANTISTEBAN CHUMASERO ABEL CRISTIAN VARGAS TIRADO ALEXANDER YAMIR CICLO: 2014 - II Lambayeque - Perú SISTEMAS ESTRUCTURALES INTRODUCCIÓN El presente trabajo de investigación se realiza con la finalidad de explicar un temario para un programa de Estructuras en la Arquitectura que debe atender la necesidad primordial de facilitar información concreta y concisa sobre las múltiples alternativas de solución del sistema estructural adecuado para un Proyecto Arquitectónico. El Proyecto Arquitectónico se debe entender como un proceso de toma de decisiones en diferentes fases y escalas, las cuales finalmente deben converger en un conjunto de soluciones integradas que coherentemente cumplan con las expectativas tanto del diseñador como del cliente, además de cumplir a cabalidad con las normativas vigentes en todos los aspectos técnicos del proyecto. En nuestro caso, el objetivo general es el de dotar al Arquitecto con una serie de herramientas prácticas (conceptuales y numéricas) que sean de utilidad al momento de tomar decisiones en el proyecto. Por eso en esta asignatura representa la entrada al mundo de las estructuras en la Arquitectura, se revisan los conceptos primarios de lo que son las estructuras, los sistemas de estructuras y su variedad, así como también se proporcionan las bases esenciales para el diseño y análisis estructural. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 SISTEMAS ESTRUCTURALES DEDICATORIA Nos gustaría dedicar este trabajo a toda nuestra familia. Y a nuestros padres, por su comprensión y ayuda en momentos difíciles Porque nos han enseñado a encarar las adversidades sin perder nunca la dignidad ni desfallecer en el intento. Que nos han dado todo lo que somos como persona, nuestros valores, principios, la perseverancia y el empeño, y todo ello con una gran dosis de amor y sin pedir nunca nada a cambio. A nuestro docente por su paciencia, por su comprensión, por su empeño, por su fuerza, y por enseñarnos también valores con respecto a nuestro trabajo. A todos ellos, muchas gracias de todo corazón. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 De igual manera a mis queridos formadores en especial al Docente del curso y quien nos guio para hacer el presente trabajo.SISTEMAS ESTRUCTURALES AGRADECIMIENTO Este presente trabajo agradecemos a nuestros padres y familiares porque nos brindaron su apoyo tanto moral y económicamente para seguir estudiando y lograr el objetivo trazado para un futuro mejor y ser orgullo para ellos y de toda la familia . Gracias SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 . A nuestra universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo alma mater de la ciencia y la tecnología porque nos está formando para un futuro como arquitectos. ESQUILIBRIO 14 2. 12  AGLOMERANTE CONCEPTUALIZACION 1. EQUILIBRIO CINÉTICO SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 .1. FUERZA 13 2.SISTEMAS ESTRUCTURALES INDICE INTRODUCCION 2 DEDICATORIA 3 AGRADECIMIENTO 4 INDICE 5 DESARROLLO DE CURSO  MATERIALES 11 DE CONSTRUCCION 1. EQUILIBRIO ESTÁTICO 2. AGREGADO 2.2. 2.SISTEMAS ESTRUCTURALES 3.2.PANDEO 20 11. INERCIA TÉRMICA 5. DUCTIBILIDAD 19 9.COMPRESIÓN 15. PLASTICIDAD 10.TRACCIÓN 23 SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 . REPOSO ABSOLUTO 3. REPOSO 15 3.1.ESTABILIDAD 22 14.2. RIGIDEZ 16 6.1.1. ELASTICIDAD 9. INERCIA MECÁNICA 4. INERCIA 4. REPOSO RELATIVO 4. ESBELTEZ 9.FLEXIÓN 21 12.RESISTENCIA 13. ARRIOSTRAMIENTO 17 7. CONFINAMIENTO 18 8. SISTEMAS ESTRUCTURALES 16.CORTE 24 17. PROBLEMA QUE RESUELVEN 3. APOYO SIMPLE 19.EXENTRICIDAD 25 19. 27 APOYO EMPOTRADO 19.APOYO 26 19.4. DEFINICION 2. APOYO ARTICULADO 20. ELEMENTOS ESTRUCTURALES ACTÚAN SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 .PESO 28 21.MOMENTO 29 23.ESFUERZO 30 25.CATENARIA 31  ESTRUCTURA 32 1.FLECHA 26. FUERZAS QUE 33 4.TORSIÓN 18.3.2.1.FATIGA 24.MASA 22. APOYO MOVIL 19. 3. LOSAS POR LA DIRECCION DE TRABAJO 44 SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 . TRAMA 40 4.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4. 34 DIMENSIONALIDAD DEL ELEMENTO 4. ESTADO PREDOMINANTES TENSIONAL Y/O 5. FUNCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS 6.2.1. FORMA GEOMÉTRICA Y/O POSICIÓN 4. LOSAS 42 1. TRAMA 41 SOLICITACIONES REACCIONES FALLAN? ESTRUCTURAL ORTOGONAL RADIAL VARIACIÓN FRACTAL U ORGÁNICA ELEMENTOS ESTRUCTURALES 1. TRAMA 38 2.1. ¿POR QUÉ 36 8. TRAMA 39 3. ELEMENTOS RESISTENTES   TRAMA 37 1.2. 43 LOSAS POR EL TIPO DE APOYO 1. ACCIONES Y 35 7. 1. CIMENTACIÓN 52 5. LOSAS COLABORANTES 46 2. 49 POR LA LA CONDICIÓN FORMA ESTÁTICA 2. COLUMNAS 50 4.2. SUPERFIALES 5.1. 48 POR 2. CIMENTACIÓN CORRIDAS 5. MURO 51 5. VIGAS HIPOSTATICAS 2. VIGAS ISOSTATICAS 2.1. VIGAS 47 2.1.1.2.SISTEMAS ESTRUCTURALES 1.1. 53 ZAPATAS 5. LOSAS POR LA DISTRIBUCION INTERIOR DEL HORMIGON 45 1.2.4.2.3.2.2. ZAPATAS AISLADAS SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 9 .1.3.2. VIGAS HIPERESTATICAS 3.1. 2. 59 4. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES 4.2.3.2.1.1.SISTEMAS ESTRUCTURALES 5.2. 55 ZAPATAS CORRIDAS 5. IMPORTANCIA DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES 4. 54 ZAPATAS COMBINADA 5. OBJETIVO DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES 3.2.2. PILOTES 5.2. 60 4.1. 56 PROFUNDAS 5.2.2.1.1.3.2.4.1. 62 SISTEMA SISTEMA DE ALBAÑILERIA DE SISTEMA ALBAÑILERIA CONFINADA ARMADA APORTICADO SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 0 . CONVENCIONALES 4.1.1. 57  CAISSON SISTEMAS ESTRUCTURALES 58 1. MURO PANTALLA 5.1. ZAPATAS CONECTADAS 5.1.3.3. ¿QUE SON SISTEMAS ESTRUCTURALES? 2. PLATEA DE CIMENTACIÓN 5. ESTRUCTURA PLEGADURAS 4.2.3. 64 MUROS Y LOSAS SISTEMA ARMADAS DUAL 4.5. 71 4. 67 4.3.1.1.3.2.2. 68 4.1.1.2.5.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4.1. 63 SISTEMA DE 4.2.2. 66 4.1.2.2.4. 65 4.2.1.2.2. SISTEMAS LAMINARES 4.2.2. 69 ESTRUCTURA DE CABLES ESTRUCTURA ESTRUCTURA ARRIOSTRADO DE DE ARMADURAS MALLAS ESTRUCTURAS ESTEREAS ESPACIALES ESTRUCTURAS ARBORIFORMES 4.2.2.1. SISTEMAS ARMADOS 4.4. NO CONVENCIONALES 4. 70 ESTRUCTURA DOMO GEODÉSICO 4.2.1.2.1. 72 ESTRUCTURA SISTEMAS DE CASCARAS FUNICULARES SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 1 .2. 3. 78 TUBO EN TUBO 4.2.3.1. 73 ESTRUCTURA TEXTILES 4.2.3.2.2. 80 HAZ DE TUBO 4.2. ESTRUCTURA DE CABLES EN CATENARIA 4. 75 ESTRUCTURA TENSEGRITY 4.4. 74 ESTRUCTURA NEUMÁTICAS 4.4.4.3.2. 77 PARA RASCACIELOS TUBO CALADO 4.3.2.4.1.4.2.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4.4.2. 82 SISTEMA RETICULADO SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 2 .2.3.2. 76 ESTRUCTURAS 4.4. cal. arena gruesa. asfalto SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 3 .SISTEMAS ESTRUCTURALES MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN 1. hormigón 2. AGLOMERANTE: yeso. arcilla. cemento. AGREGADO: arena fina. piedra chancada. SISTEMAS ESTRUCTURALES YESO CAL CEMENTO ARCILLA ASFALTO SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 4 . modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico).SISTEMAS ESTRUCTURALES CONCEPTOS PREVIOS 1. La fuerza es un modelo matemático de intensidad de las interacciones. fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. Según una definición clásica. junto con la energía. En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 5 . FUERZA La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático). 2.1. EQUILIBRIO La resultante de un sistema de fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual a cero. 2. EQUILIBRIO ESTÁTICO: Cuando un cuerpo no se mueve y su velocidad es cero y su aceleración también es cero.SISTEMAS ESTRUCTURALES 2. el cuerpo se mantiene en reposo. el diseño de un puente colgante o el cálculo de cualquier estructura de una obra. EQUILIBRIO CINÉTICO: Cuando está en movimiento en forma rectilínea (línea recta) a velocidad constante MRU El estudio del equilibrio de los cuerpos es importante en aspectos tales como la determinación de la estabilidad de una construcción metálica. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 6 . lo que implica la sumatoria de fuerzas es igual a cero Un cuerpo cualquiera se encuentra en equilibrio cuando carece de todo tipo de aceleración Existen dos tipos de equilibrio 2. o la resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o movimiento. Se divide: 3.2. mientras la fuerza sea igual a cero. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 7 .SISTEMAS ESTRUCTURALES 3. 3. REPOSO Reposo es el estado de la materia en donde el cuerpo no se mueve. Como consecuencia.1. ejemplo: un edificio. un cuerpo conserva su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniformes no hay una fuerza actuando sobre él. REPOSO ABSOLUTO es cualquier cuerpo en el espacio estático. INERCIA La inercia es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de reposo o movimiento. en teoría es estático pero la tierra está en movimiento 4. REPOSO RELATIVO es un cuerpo arriba de otro en movimiento. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 8 .SISTEMAS ESTRUCTURALES Los dos usos más frecuentes en física son la inercia mecánica y la inercia térmica.2. INERCIA MECÁNICA: Mide la dificultad para cambiar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. depende de la cantidad de masa y del tensor de inercia. RIGIDEZ La rigidez es la capacidad de soportar esfuerzos sin adquirir desplazamientos. 4. INERCIA TÉRMICA: Mide la dificultad con la que un cuerpo cambia su temperatura al estar en contacto con otros cuerpos o ser calentado. 5.1. depende de la capacidad calorífica. rigidez flexional. rigidez torsional o rigidez frente a esfuerzos cortantes. etc. 4. un elemento estructural para grandes deformaciones y/o Para barras o vigas se habla así de rigidez axial. sin embargo conviene no emplear para comportamiento del conjunto estructural sea el adecuado. Se consideran habitualmente elementos secundarios estructuras.SISTEMAS ESTRUCTURALES 6. en las que el VIGAS CERCHAS SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 1 9 . ARRIOSTRAMIENTO Arriostramiento es la acción de rigidizar o estabilizar una estructura mediante el uso de elementos que impidan el desplazamiento o deformación de la misma. CONFINAMIENTO SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 0 .SISTEMAS ESTRUCTURALES TORRE DE ALTA TENSIÓN 7. SISTEMAS ESTRUCTURALES Confinamiento es el empleo de dos materiales. lo que vuelve más susceptibles a pandear siendo así dúctiles. MAMPARA + CONCRETO 8. ESBELTEZ La esbeltez es la desproporción de que existe entre la sección de la barra y su longitud. DUCTIBILIDAD SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 1 . así mejorando la resistencia. 9. ELASTICIDAD: Se denomina la capacidad de un cuerpo de presentar deformaciones. cuando se lo somete a fuerzas exteriores. regresando adoptar su forma de origen natural.2. ya no regresa a su estado inicial. 9. Esto es. que pueden ocasionar que dichas deformaciones sean irreversibles.1. 10. PANDEO SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 2 . que el material puede ser estirado considerablemente antes de romperse. 9. PLASTICIDAD: Se denomina la capacidad de un cuerpo de presentar deformaciones. cuando se lo somete a fuerzas exteriores. que pueden ocasionar que dichas deformaciones sean irreversibles.SISTEMAS ESTRUCTURALES La ductilidad es la propiedad que tiene un material de deformarse visiblemente antes de llegar a la ruptura. 11.SISTEMAS ESTRUCTURALES El pandeo es un fenómeno de inestabilidad elástica que puede darse en elementos esbeltos. y que se manifiesta por la aparición de desplazamientos importantes transversales a la dirección principal de compresión. y se traduce en la aparición de una flexión adicional en el pilar cuando se halla sometido a la acción de esfuerzos axiales de cierta importancia. La fuerza es colineal al eje en elementos verticales. En estructuras el fenómeno aparece principalmente en pilares y columnas. FLEXIÓN SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 3 . con lo cual se curvan o deforman. Se someten las vigas. 13. 12. losas y viguetas. como la madera o el acero. RESISTENCIA La resistencia es la capacidad de soportar las cargas y de resistir fuerzas aplicadas sin romperse.SISTEMAS ESTRUCTURALES Existen materiales que pueden flexionarse o doblarse. sufre en sus fibras una deformación (o flexión). al ser sometidos a una fuerza o carga. Si a una viga que se encuentra apoyada en sus extremos. soporta una fuerza de dirección perpendicular a su eje. ESTABILIDAD SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 4 . SISTEMAS ESTRUCTURALES Estabilidad es la capacidad de una estructura bajo las fuerzas que actúan sobre ella de alcanzar un estado de equilibrio mecánico. Se someten a compresión las columnas. Para conseguir mayor estabilidad se tiene que acumular la mayor cantidad de masa cerca de la base. COMPRESIÓN La compresión es la resultante de las presiones que existen dentro de un sólido. caracterizado porque tiene una reducción de volumen o acortarlo en determinada dirección. muros. zapatas. 14. Cuando tengamos estructuras muy altas habrá que ponerle una base grande y pesada para darle estabilidad. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 5 . Dichas fuerzas que actúan en el cuerpo son fuerzas colineales al cuerpo.SISTEMAS ESTRUCTURALES 15. TRACCIÓN La tracción es el esfuerzo a que está sometida un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 6 . cuando uno de sus extremos permanece fijo y el otro se somete a una fuerza giratoria (un par). SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 7 . TORSIÓN La torsión es la deformación de un eje. producto de la acción de dos fuerzas paralelas con direcciones contrarias en sus extremos.SISTEMAS ESTRUCTURALES 16. CORTE El corte es el resultado generado por un par de fuerzas que actúan en sentido opuesto con la particularidad de que no son colineales. 17. situación que fue responsable de la falla en torsión de la columna ante la acción sísmica. Por ejemplo en esta planta se observa un bloque de concreto asimétrico. que está cerca a las columnas dando lugar a una concentración de elementos rígidos y a una consecuente asimetría en planta.SISTEMAS ESTRUCTURALES 18. Ante esta acción el edificio tiende a girar respecto a su centro de rigidez. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 8 . lo que causa grandes incrementos en las fuerzas laterales que actúan sobre los elementos perimetrales de soporte de manera proporcional a sus distancias al centro de ubicación. EXCENTRICIDAD La excentricidad es la asimetría en la distribución en planta de los elementos estructurales resistentes de un edificio causa una vibración torsional ante la acción sísmica y genera fuerzas elevadas en elementos de la periferia del edificio. La vibración torsional ocurre cuando el centro de masa de un edificio no coincide con su centro de rigidez. SISTEMAS ESTRUCTURALES 19. APOYO Apoyos sirven para transmitir a la infraestructura las reacciones verticales y horizontales producidas por las diferentes acciones.1. APOYO MOVIL: Que permiten rotación y desplazamiento SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 2 9 .2. 19. APOYO desplazamiento SIMPLE: Que permiten rotación pero no 19. 4.3. APOYO EMPOTRADO: 19.SISTEMAS ESTRUCTURALES 19. APOYO ARTICULADO: SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 0 . PESO El peso es la fuerza con la cual un cuerpo actúa sobre un punto de apoyo a causa de la atracción de este cuerpo por la fuerza de gravedad. Depende de la intensidad del campo gravitaría en el lugar del espacio ocupado por el cuerpo. MASA La masa es la cantidad de materia con el cual el número y clase de partículas que lo conforman.SISTEMAS ESTRUCTURALES 20. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 1 . 21. FATIGA Fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. 23. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 2 . es igual a la fuerza multiplicada por la distancia perpendicular entre la línea de acción de la fuerza y el centro de gravedad. M = fuerza x distancia = Fxd Momento es una magnitud vectorial. MOMENTO Momento de una fuerza es la capacidad de una fuerza para producir rotación. también se denomina momento dinámico sencillamente momento.SISTEMAS ESTRUCTURALES 22. cubierta o cualquier otro provocado en elemento constructivo SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 3 .SISTEMAS ESTRUCTURALES 24. ESFUERZO Esfuerzo es la resistencia que ofrece un área unitaria (A) del material del que está hecho un miembro para una carga aplicada externa (fuerza F): Esfuerzo = fuerza / área = F / A 25. Se denomina Flecha al efecto una viga. FLECHA Flecha es la deformación que experimenta una viga sometida a flexión. debido a la presión ocasionada por la carga en su punto central. forjado. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 4 . 26. CATENARIA Catenaria es la curva cuyo trazado sigue la forma que adquiere una cadena.SISTEMAS ESTRUCTURALES horizontal que se vea afectado por una fuerza vertical en algún punto interior del mismo. cable o cuerda de densidad uniforme y perfectamente flexible sujeta por sus dos extremos y que se encuentra sometida únicamente a las fuerzas de la gravedad. aeropuertos. Almacenar materiales: presas. 2. armazones. antenas. reservorios. Alcanzar alturas en el espacio: torres. grúas. cúpulas.SISTEMAS ESTRUCTURALES ESTRUCTURA 1. Generar superficies: carreteras. estadios. PROBLEMA QUE RESUELVEN o o o o o o Proteger y dar sustentación a un conjunto: esqueleto. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 5 . túneles. Salvar accidentes geográficos: Puentes. DEFINICION Conjunto de elementos colocados de tal forma que permanecen sin deformarse ni desplomarse soportando las fuerzas o pesos. Cerrar y cubrir espacios: techumbres. bóvedas. Las dos juntas forman la fuerza de acción que ejerce la estructura. además está la sobrecarga que tenga que soportar. bicicletas. Cuando las fuerzas de acción y de reacción son iguales se produce lo que llamamos equilibrio estático Cuando las fuerzas de acción superan a la reacción se produce el equilibrio dinámico. etc. FUERZAS QUE ACTUAN o o o La primera fuerza que se produce en una estructura incluye el peso propio.SISTEMAS ESTRUCTURALES 3. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 6 . que es el que tiene lugar en estructuras que se desplazan como los automóviles. La fuerza de reacción necesaria para que la estructura se mantenga ha de resistir toda la de acción. DIMENSIONALIDAD DEL ELEMENTO.. arcos. los tipos de esfuerzos predominantes pueden SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 7 . membranas) o tridimensionales (zapatas). Los elementos estructurales suelen clasificarse en virtud de tres criterios principales: 4.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4.. 4. 4.2. ESTADO TENSIONAL Y/O SOLICITACIONES PREDOMINANTES. así si la pieza es recta como una viga o curva como un arco. pilares. la forma geométrica concreta afecta a los detalles del modelo estructural usado.).3.1.. láminas. ELEMENTOS ESTRUCTURALES Es cada una de las partes diferenciadas aunque vinculadas en que puede ser dividida una estructura a efectos de su diseño. bidimensionales (placas. el modelo debe incorporar estas diferencias. FORMA GEOMÉTRICA Y/O POSICIÓN. también la posición u orientación afecta al tipo de estado tensional que tenga el elemento. según puedan ser modelizados como elementos unidimensionales (vigas. ). placas. arcos. impactos. láminas) o torsión (ejes de transmisión. arquitrab e viga balcón. flexión (vigas. arco cable catenaria tensado pilar Bidimensionales planos curvos placa. FUNCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS Soportar un conjunto de cargas: o o o Peso propio (carga muerta) Cargas de funcionalidad (carga viva o sobrecarga) Acciones externas varias (sismos. compresión (pilares). losa. vientos. muro de cúpula contenci ón membrana elástica muro de carga 5. forjado. dintel. lámina. etc.SISTEMAS ESTRUCTURALES ser tracción (membranas y cables). temperatura) SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 8 . Solicitaciones predominantes Flexión Tracción Compresión Unidimensionales rectos curvos viga recta. pero alcanzan valores importantes durante lapsos grandes (carga viva. ACCIDENTALES: No se deben al funcionamiento normal de la construcción y toman valores significativos. resistencia. cambio de temperatura. empujes estáticos de la tierra) VARIABLES: Inciden en una estructura con intensidad variable con el tiempo. debiendo soportar las combinaciones desfavorables en cuanto a: estabilidad. cambios volumétricos).SISTEMAS ESTRUCTURALES Las cargas que pueden actuar sobre una estructura son muy variables. solo durante algunos SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 3 9 . ACCIONES Y REACCIONES SOBRE LOS ELEMENTOS Y/ O ESTRUCTURAS Clasifican en base a la variación de su intensidad con el tiempo: o o o PERMANENTES: Actúan en forma continua sobre la estructura cuya intensidad no varía con el tiempo (carga muerta. 6. deformación limitada. ¿Por qué pasa esto?: A veces por la fatiga elástica causada por la actuación repetida de una fuerza que en principio se resiste Otras veces por un diseño o una fabricación defectuosos. segundo en la vida útil de la estructura (sismos. explosiones). la estructura falla y se hunde. 8. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 0 . Otras veces porque se producen situaciones imprevisibles o catastróficas. 7. ¿POR QUÉ FALLAN? o o o o Cuando las fuerzas de acción se hacen superiores a las de reacción. ELEMENTOS RESISTENTES Muchos de los elementos que proporcionan resistencia estructuras pueden encontrarse en un gran número de ellas. O porque las uniones entre las partes son inadecuadas.SISTEMAS ESTRUCTURALES minutos. vientos. o o a las Los pilares son apoyos verticales para las vigas y el resto de la estructura Las vigas son piezas horizontales que soportan cargas apoyadas en dos puntos. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 1 . y en tres sentidos si se considera el espacio. En Arquitectura se entiende como trama a la repetición uniforme de ciertos elementos en dos sentidos. para fachadas o plantas. vigas y trabas). el uso de elementos repetitivos y de dimensiones similares ayuda tanto en los costos. Esto permite dotar al edificio de un orden. Además. la estructura de cualquier edificio se considera como una trama tridimensional de elementos (compuesta por pilares. TRAMA ESTRUCTURAL Trama es la materialización compositiva de la estructura. constructivamente. como así también a organizar el diseño de manera formal y económica. como en la elaboración del edificio. En general. y al ser regular contribuye a la estabilidad estructural. a la vez que se marcan las proporciones del mismo.SISTEMAS ESTRUCTURALES o o Los tirantes o tensores son cables que mantiene sujetos elementos colgantes o verticales Las escuadras son triángulos rectángulos que refuerzan las estructuras. columnas. Se basa en elementos que por la forma que ocupan en el espacio crean una especie de red. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 2 .SISTEMAS ESTRUCTURALES TIPOS DE TRAMAS 1. TRAMA ORTOGONAL: Se crea estableciendo un esquema regular de puntos que definen las intersecciones de dos conjuntos de líneas paralela. al proyectarla en la tercera dimensión se obtiene una serie de unidades espacios modulares y repetidos. Su capacidad de organización es fruto de su regularidad y continuidad que engloba a los mismos elementos que distribuye. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 3 . esta organización se manifiesta extrovertida.SISTEMAS ESTRUCTURALES 2. A diferencia de la central que posee carácter introvertido. TRAMA RADIAL: Se compone de la combinación de un esquema central con elementos estructurados linealmente. También es la unión de dos tipos de tramas. al proyectarla en la tercera dimensión se obtiene una serie de espacios. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 4 . TRAMA VARIACIÓN: Se crea estableciendo un esquema de irregularidad de los puntos que definen las intersecciones de dos conjuntos de líneas.SISTEMAS ESTRUCTURALES 3. se repite a diferentes escalas. fragmentada o irregular. Son aparentemente muy distintas.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 5 . revela una similitud estructural patente en el modo en que los patrones se repiten a niveles cada vez más pequeños a lo largo de la construcción. TRAMA FRACTAL U ORGÁNICA: Se compone de un objeto semigeométrico cuya estructura básica. SISTEMAS ESTRUCTURALES ELEMENTOS ESTRUCTURALES 1. LOSAS Las losas son elementos estructurales bidimensionales, las cargas que actúan sobre las losas son esencialmente perpendiculares al plano principal de las mismas, por lo que su comportamiento está dominado por la flexión. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 6 SISTEMAS ESTRUCTURALES TIPOS DE LOSAS 1.1. LOSAS POR EL TIPO DE APOYO Las losas pueden estar soportadas perimetral e interiormente por vigas monolíticas de mayor peralte, por vigas de otros materiales independientes o integradas a la losa; o soportadas por muros de concreto, muros de mampostería o muros de otro material, en cuyo caso se las llama Losas Sustentadas sobre Vigas o Losas Sustentadas sobre Muros, respectivamente. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 7 SISTEMAS ESTRUCTURALES Las losas pueden sustentarse directamente sobre las columnas, llamándose en este caso Losas Planas, que en su forma tradicional no son adecuadas para zonas de alto riesgo sísmico como las existentes en nuestro país, pues no disponen de capacidad resistente suficiente para incursionar dentro del rango inelástico de comportamiento de los materiales, con lo que se limita considerablemente su ductilidad. Pueden utilizarse capiteles y ábacos para mejorar la integración de las losas planas con las columnas, y para mejorar la resistencia de las losas al funcionamiento. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 8 2. en cuyo caso se llaman Losas Planas con Vigas Embebidas. Si los esfuerzos en SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 4 9 . que pueden ser útiles para edificios de hasta 4 pisos. mediante la incorporación de vigas embebidas o vigas banda. LOSAS POR LA DIRECCION DE TRABAJO Si la geometría de la losa y el tipo de apoyo determinan que la magnitud de los esfuerzos en dos direcciones ortogonales sea comparables. con ductilidades apropiadas. 1. se denominan Losas Bidireccionales. con luces y cargas pequeñas y medianas.SISTEMAS ESTRUCTURALES Las losas planas pueden mejorar relativamente su comportamiento ante los sismos. SISTEMAS ESTRUCTURALES una dirección son preponderantes sobre los esfuerzos en la dirección ortogonal. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 0 . se llaman Losas Unidireccionales. LOSAS POR LA DISTRIBUCION INTERIOR DEL HORMIGON Cuando el concreto ocupa todo el espesor de la losa se la llama Losa Maciza.3. 1. y cuando parte del volumen de la losa es ocupado por materiales más livianos o espacios vacíos se la llama Losa Alivianada o Losa Aligerada o losa nervada. en este documento se realizará un análisis detallado de las especificaciones que les son aplicables. cerámica aligerada. la armadura metálica y las cargas de ejecución. Las láminas de acero funcionan como un encofrado colaborante. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 1 . Los alivianamientos se pueden conseguir mediante mampuestos aligerados de concreto (son los de mayor uso en nuestro medio).4. 1. formaletas plásticas recuperables o formaletas de madera. a pesar de que los códigos de diseño prácticamente no las toman en consideración. Posteriormente. capaces de soportar el hormigón vertido.SISTEMAS ESTRUCTURALES Las losas alivianadas son las más populares en nuestro país por lo que. que usa un perfil de acero galvanizado diseñado para anclarse perfectamente al concreto y formar de esta manera una losa reforzada. las láminas de acero se combinan estructuralmente con el hormigón endurecido y actúan como armadura a tracción. LOSAS COLABORANTES El sistema de losa con placa colaborante es un tipo de losa compuesta. comportándose como un elemento estructural mixto entre el hormigón y el acero. VIGAS Viga es un elemento constructivo lineal que trabaja principalmente a flexión. El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión. produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 2 .SISTEMAS ESTRUCTURALES 2. En las vigas la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal. En las vigas la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal. Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecánico. sobre todo en las vigas que forman el perímetro exterior de un forjado.SISTEMAS ESTRUCTURALES superior respectivamente. en el caso particular de concreto armado. o VIGA PERALTADA O ESTRUCTURAL o VIGA INVERTIDA SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 3 .1. También pueden producirse tensiones por torsión. las cuales se calculan relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes. TIPOS DE VIGAS 2. POR LA FORMA Estructuras horizontales o inclinadas que pueden ser de cualquier forma pero prefieren de estructuras regulares por su facilidad de construcción y diseño. 2. ΣM . VIGAS HIPOSTATICAS Un apoyo. ΣFx.1.2. POR LA CONDICIÓN ESTÁTICA Vigas en las cuales él número de reacciones en los apoyos puede ser determinadas con las ecuaciones de equilibrio disponibles ΣFy.2.esto implica que el número de reacciones. forma de “T” SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 4 .SISTEMAS ESTRUCTURALES o VIGA CHATA o VIGA DE BORDE O DE REMATE TERMINAL o VIGA SOLERA 2. COLUMNA Una columna es un elemento axial sometido a compresión.2. lo bastante delgado respecto su longitud. VIGAS ISOSTATICAS Dos apoyos.2.2. más estables que las hipostáticas 2. VIGAS HIPERESTATICAS Más de dos apoyos 3. para que abajo la acción de una carga SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 5 .SISTEMAS ESTRUCTURALES 2.3. 4. Sometido a flexo – compresión toda columna sometida a la acción simultánea de compresión axial y momento flector. MURO O MURO PORTANTE SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 6 .SISTEMAS ESTRUCTURALES gradualmente creciente se rompa por flexión lateral o pandeo ante una carga mucho menos que la necesaria para romperlo por aplastamiento. se diseñara para combinación del momento que actúa simultáneamente para la carga axial. como las presiones del terreno contiguo. Cuando los muros soportan cargas horizontales. aquellas que soportan otros elementos estructurales del edificio. Un ejemplo común de una placa es una losa de concreto reforzado. como arcos. es decir. empleado habitualmente en ingeniería civil. vigas o viguetas de forjados o de la cubierta. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 7 . MURO PANTALLA: tipo de pantalla (estructura de contención flexible). que dispersan las cargas aplicadas según un patrón multidireccional. generalmente monolíticas. con las cargas siguiendo generalmente las rutas más cortas y más rígidas hasta los apoyos. se denominan muros de contención.SISTEMAS ESTRUCTURALES Se denomina muro de carga o muro portante a las paredes de una edificación que poseen función estructural. PLACA: Son estructuras rígidas. bóvedas. SUPERFIALES Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo. Criterios de cimentación: tipo de suelo. se pueden inclusive tener una combinación de concreto y piedra. napa freática.1. CIMENTACIÓN CORRIDAS El uso de cimentaciones corridas es muy común en edificios o casashabitación con estructura libre o especial. por tener éste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas. numero de niveles y uso de la edificación.1. resistencia del suelo. 5. CIMENTACIÓN Conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este al suelo distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan cargas zonales.SISTEMAS ESTRUCTURALES 5. En este tipo de cimentación. la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.1. si el terreno es suficientemente SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 8 . TIPOS DE CIMENTACIÓN 5. ZAPATAS Una zapata es un tipo de cimentación superficial (normalmente aislada). Hay puntos en toda la estructura de la cimentación que se tiene una superposición de cargas (en un cruce de ejes) que se debe tomar en cuenta y que puede ser necesario el empleo de refuerzos. ZAPATAS AISLADAS Empleadas para pilares aislados en terrenos de buena calidad.1. Consisten en un ancho prisma de concreto situado bajo los pilares de la estructura. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 5 9 . 5.1. que puede ser empleada en terrenos razonablemente homogéneos y de resistencias a compresión medias o altas.2. Su función es transmitir al terreno las tensiones a que está sometida el resto de la estructura y anclarla.2. cuando la excentricidad de la carga del pilar es pequeña o moderada. 5.SISTEMAS ESTRUCTURALES resistente para soportar dicha carga.1. 1.2.3. ZAPATAS COMBINADA 5. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 0 .1. siendo una de ellas excéntrica. ZAPATAS CONECTADAS Estructuralmente se tienen dos zapatas aisladas. La viga de conexión debe ser muy rígida para que sea compatible con el modelo estructural supuesto. la que está en el límite de propiedad y diseñado bajo la condición de presión uniforme del terreno.2.SISTEMAS ESTRUCTURALES 5.2. SISTEMAS ESTRUCTURALES 5.4.2.3. ZAPATAS CORRIDAS 5.1.1. PLATEA DE CIMENTACIÓN SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 1 . PILOTES Son elementos de cimentación esbeltos que se hincan (pilotes de desplazamiento prefabricados) o construyen en una cavidad previamente abierta en el terreno (pilotes de extracción ejecutados in situ). un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga.SISTEMAS ESTRUCTURALES 5. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 2 .2. PROFUNDAS Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentación para soportar las cargas aplicadas. 5. o más exactamente en la fricción vertical entre la cimentación y el terreno. Deben ubicarse más profundamente.2. para poder distribuir sobre una gran área.1. SISTEMAS ESTRUCTURALES 5. constituyen un tipo de Cimentación Profunda muy usada en edificios de altura. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 3 . que actúa como un muro de contención.2.2. MURO PANTALLA El muro pantalla es un muro de hormigón armado ejecutado in situ en el terreno. Los pozos de cimentación también son frecuentemente utilizados para cimentar pilares de puentes en el cauce de los ríos cuando no es posible o no es conveniente crear un desvío parcial o total del río. OBJETIVO DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES •Conocer e identificar las exigencias básicas que deben satisfacer las estructuras. para los elementos 2. CAISSON Utilizada cuando los suelos no son adecuados para cimentaciones superficiales por ser blandos.SISTEMAS ESTRUCTURALES 5.2. relativas a las acciones mecánicas. ¿QUE SON SISTEMAS ESTRUCTURALES? Es el modelo físico que sirve de marco estructurales. SISTEMAS ESTRUCTURALES 1. y que refleja un modo de trabajo.3. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 4 . finalmente. luego se procede a vaciar el concreto de las columnas de amarre y. SISTEMA DE ALBAÑILERIA CONFINADA La albañilería confinada es la técnica de construcción que se emplea normalmente para la edificación de una vivienda. 3.1. vigas soleras. etc. CONVENCIONALES 4. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES 4. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 5 . 4. columnas de amarre. En este tipo de viviendas primero se construye el muro de ladrillo. En este tipo de construcción se utilizan ladrillos de arcilla King kong.1.SISTEMAS ESTRUCTURALES •Conocer los tipos y clases de sistemas estructurales utilizados en construcción arquitectónica y las referencias normativas. Pues al margen del buen diseño arquitectónico y de la funcionalidad de la edificación es muy importante y a la vez obligatorio que la estructura esté en capacidad de soportar las cargas que le serán impuestas durante su periodo de vida.1. se construye el techo en conjunto con las vigas. IMPORTANCIA DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES Los sistemas estructurales constituyen un estudio fundamental para la construcción de toda estructura. 2 m de altura por día.SISTEMAS ESTRUCTURALES ELEMENTOS o o o Ladrillo King Kong Columnas y vigas Losas aligeradas VENTAJAS o o o o o Alta resistencia al fuego por el uso de materiales incombustibles Es la técnica más utilizada en el medio Fácil de conseguir la mano de obra que conozca el sistema Buenas propiedades térmicas y acústicas Es muy resistente a sismos pudiéndose construir hasta 5 niveles DESVENTAJAS o o o El espesor del muro quita área a los ambientes No se podrá realizar modificaciones futuras como vanos. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 6 . No se puede construir más de 1. etc. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 7 . SISTEMA DE ALBAÑILERIA ARMADA Se construye con bloques de concreto.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4. Utiliza acero como refuerzo en los muros que se construyen.1. cuyo diseño facilita la inserción de los tensores para darle mayor flexibilidad a la estructura Se utilizan ambos materiales actúan conjuntamente para resistir los esfuerzos. Suele utilizarse ladrillos mecanizados.2. SISTEMAS ESTRUCTURALES ELEMENTOS o o o o Bloque de concreto Acero Concreto fluido Mortero de pega VENTAJAS o o o o o o o Alta resistencia al fuego por que usa materiales incombustibles No requiere encofrados No requiere tarrajeo Más resistente a los sismos Requiere poco mortero Requiere herramientas convencionales Hasta 6 niveles DESVENTAJAS o o o o o Espesor del muro importante restando áreas a los ambientes No se podrá realizar modificaciones en los muros de carga Requiere mano de obra calificada Requiere mayor control de obra Plantas típicas 4.3. SISTEMA APORTICADO SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 8 .1. son estructuras de concreto armado. los cuales caracterizan este sistema. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 6 9 .SISTEMAS ESTRUCTURALES Este es un sistema que basa su estructura en pórticos que forman un conjunto esqueletal de vigas y columnas conectadas rígidamente por medio de nudos. formado por columnas y vigas unidas en zonas de confinamiento donde forman ángulo de 90°. VENTAJAS o o o Libertad en la distribución de los espacios internos del edificio Son estructuras muy flexibles que atraen pequeñas solicitaciones sísmicas Hasta 9 niveles DESVENTAJAS o o Este tipo de construcción húmeda es lenta. y en donde los vanos entre las columnas y las vigas son complementados por mampostería o algún tipo de cerramiento equivalente. Los elementos porticados. pesada El sistema en general presenta una baja resistencia y rigidez a las cargas laterales. que no tienen función estructural. Los edificios de muros de ductilidad limitada. Es por ello que las losas se apoyan directamente sobre los muros.5. tiene un espesor de 10 ó 12 cm. SMDL O MLA Es un sistema estructural formado solamente por muros. se caracterizan por tener muros delgados de concreto armado que reciben las cargas verticales de gravedad (portante–resiste la loza y su propio peso) y resisten las fuerzas horizontales de sismo.4. SISTEMA DE MUROS Y LOSAS ARMADAS También llamado muro de ductilidad limitada. SISTEMA DUAL Sistema estructural empleado para resistir fuerzas laterales formado por la combinación de un sistema resistente al momento flector y la rigidez de una pared de arriostramiento.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 0 . por lo cual no posee columnas.1.1. Hasta 25-30 niveles 4. El muro es portante de concreto armado. SISTEMAS ESTRUCTURALES Aporticado mas muros y losas armadas. Más resistente de todos los sistemas convencionales. 4.2. NO CONVENCIONALES 4.2.1. SISTEMAS ARMADOS Son ensambles de tirantes a tensión, puntales a compresión configurados en triángulos con juntas articuladas todas las fuerzas internas son axiales 4.2.1.1. ESTRUCTURA DE CABLES ARRIOSTRADO El cable está sometido a tensión, no puede resistir compresión. Cable de acero, larguero, varillas delgadas Las estructuras arriostradas por cables soportan cargas horizontales por medio de cables diagonales suspendidos de un soporte más alto. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 1 SISTEMAS ESTRUCTURALES PATCENTER, RICHARD ROGERS PUENTE ALAMILLO SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 2 SISTEMAS ESTRUCTURALES 4.2.1.2. ESTRUCTURA DE ARMADURAS Son ensambles triangulares que distribuyen cargas a los soportes a través de una combinación de miembros conectados por juntas articuladas configuradas en triángulos de manera que todos estén en compresión o tensión pura (sin flexión o cortante) y todas las fuerzas de empuje se descomponen internamente. CENTRO GEORGES POMPIDOU GUND HALL SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 3 La combinación de estas mallas forman a su vez una compleja red geométrica y repetitiva de polígonos. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 4 . Consiste de por lo menos dos mallas paralelas externas y una malla interna conectiva.2. poliedros y triángulos equiláteros. ESTRUCTURA DE MALLAS ESTEREAS También estéreo estructura espaciales Es una estructura espacial reticulada compuesta por barras y nudos que unidos entre sí forman un tejido sinérgico extremadamente resistente y liviano.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4.1.3. estos elementos están unidos a través de nudos de acero. ESTRUCTURAS ESPACIALES Es un método constructivo que posee una estructura compuesta por un gra número de elementos de acero semejante.2. Estas estructuras son de formas geométricas muy variadas SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 5 .1.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4. relativamente pequeño y estandarizado que conforman una retícula tridimensional.4. 2. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 6 . ESTRUCTURAS ARBORIFORMES Nacen de una búsqueda en la eficiencia de las estructuras Se basa en una trasmisión vertical de las cargas.1.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4.5. o los más pocos posibles. las cuales llegan a unos puntos hasta llegar a unos apoyos en el suelo. preferiblemente uno . 2.2. aunque puede generarse de cualquiera de los sólidos platónicos . Construir cubiertas. Las láminas son elementos superficiales de poco espesor.1.SISTEMAS ESTRUCTURALES AEROPUERTO DE STUTTGART 4. Son aquéllas que actúan principalmente por su continuidad estructural y su forma. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 7 . SISTEMAS LAMINARES Son cuerpos en los cuales dos de sus dimensiones predominan sobre su espesor. ESTRUCTURA DOMO GEODÉSICO Una cúpula geodésica es parte de una esfera geodésica. entre otras estructuras 4. silos o depósitos de sólidos a granel y cimentaciones.2.2. depósitos. un poliedro generado a partir de un icosaedro o un dodecaedro. 2. ESTRUCTURA DE CASCARAS SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 8 .2.2.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4. ESTRUCTURA PLEGADURAS Son estructuras laminares de superficie quebrada. y actúan principalmente por su continuidad estructural y su forma.3. 4.2. generalmente rectangulares. formando un conjunto de elementos planos de pequeño espesor.2. ESTRUCTURA DE CABLES EN CATENARIA Estructura cuya forma responde a las cargas aplicadas de modo que las fuerzas internas resultantes son de compresión o tensión directa. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 7 9 .2.3.1.2. OPERA DE SIDNEY 4. SISTEMAS FUNICULARES Estructura predeterminada para soportar una carga determinada mediante fuerzas laterales o de compresión.SISTEMAS ESTRUCTURALES Las cáscaras son láminas curvas que logran el equilibrio de las cargas externas por medio de la combinación de esfuerzos de tracción y compresión normales a la sección estudiada y tangencial a su curvatura.3. el número de segmentos se aproxima a la forma de una curva (carga uniformemente distribuida). 4. Si se aumentan las cargas. estructuras de membrana tensada. El tipo de membrana que seleccione va a depender del diseño de su estructura. etc.2.2. El componente clave de la arquitectura textil es la membrana (textil). La membrana que se mantiene bajo un estado de pre-tensión por elementos estructurales y sistemas de apoyo. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 0 . estructuras de tela a tracción. atractivo estético y requerimientos según la ubicación del proyecto.SISTEMAS ESTRUCTURALES PABELLON DE PORTUGAL 4. ESTRUCTURA TEXTILES Comúnmente conocida como tensoestructuras.3. durabilidad. cubiertas tensadas. Absorbe energía solar (4% . Mayor transmisión de la luz durante el día (suficiente para reducir los requerimientos de iluminación artificial en un 5% 20%).17%) y reduce la carga de calor.3. se puede cubrir grandes luces con menos materiales 4. ESTRUCTURA NEUMÁTICAS Tiene como principal sostén el aire. Diseñadas para un montaje rápido. Muy eficientes estructuralmente. Es decir. No requiere mayor mantenimiento en comparación al vidrio.2.3. Las estructuras neumáticas desafían la gravedad de una manera completamente original.SISTEMAS ESTRUCTURALES VENTAJAS o o o o o o Por lo general son traslucidas es decir dispersan la luz natural (una excelente alternativa al policarbonato o vidrio para sistemas de techo vidriado). pues contrariamente a las estructuras comunes cuyo peso debe ser distribuido en el suelo. imponen una carga que actúa en sentido contrario a la gravedad. las construcciones neumáticas son aquellas que se pueden hacer a partir de aire. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 1 . 4. ESTRUCTURA TENSEGRITY Una estructura tensegrity (estructura en tensegridad) es una estructura en autoequilibrio estable formada por elementos que trabajan a compresión (barras) y elementos que trabajan a tracción (cables).2. Las barras no se tocan entre SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 2 .3.SISTEMAS ESTRUCTURALES PABELLON FINMECANICA 4. El equilibrio de esfuerzos es lo que proporciona estabilidad y rigidez a la estructura. 4.SISTEMAS ESTRUCTURALES sí y están unidas por una red de cables que delimita la estructura.4. 4.2. los transforma en un tubo calado. TUBO CALADO La necesidad de iluminación mediante vanos que poseen naturalmente los edificios.1. ESTRUCTURAS PARA RASCACIELOS 4. lo SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 3 .2. SISTEMAS ESTRUCTURALES que disminuye lógicamente su rigidez. adoptando la fachada el aspecto de una pared perforada. DEWITT CHESTNUT APARTMENTS SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 4 . aunque sin perder sus cualidades. Por eso las columnas y vigas tienen una separación muy reducida que asegure una preeminencia clara de llenos sobre vacíos. SISTEMAS ESTRUCTURALES WORLD TRADE CENTER SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 5 . 2.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4.2.4. BANCO DE CHINA SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 6 . a lo largo de la altura de la torre. simplemente los tubo perimetrales están solo hechos por la tensión de cables que viajan en espiral. TUBO EN TUBO La parte innovadora del tubo en tubo es que. Los cables son el apoyo d las losas en su parte exterior lo que hace que tengamos un interior muy abierto al exterior y un interior libre de columnas. SISTEMAS ESTRUCTURALES TORRE MULIERIS SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 7 . lo que permite rigidizar notablemente el conjunto y solucionar prácticamente el retraso del cortante logrando un comportamiento que difiere muy poco del tubo ciego ideal. HAZ DE TUBO Constituido por un conjunto de tubos.3.4.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4.2. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 8 . con una distribución de tensiones casi uniforme entre las columnas de esquina y las centrales. SISTEMAS ESTRUCTURALES EMPIRE STATE TORRE SEARS SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 8 9 . 2.SISTEMAS ESTRUCTURALES 4. pues son ahora las barras diagonales quienes han de absorber las bielas comprimidas y fraccionadas generadas por el corte. SISTEMA RETICULADO Se denomina así porque el tubo está constituido por un verdadero reticulado que da lugar a una mayor separación tanto de columnas como de vigas.4.4. SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 9 0 . Esto permite que la fachada vaya recuperando la transparencia y liviandad que le sustrajera el tubo calado con su característica opacidad. SISTEMAS ESTRUCTURALES JOHN HANCOCK CENTER SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 9 1 . SISTEMAS ESTRUCTURALES BANCO DE CHINA SANTISTEBAN CHUMASERO /VARGAS TIRADO 9 2 .