Bachiller: Gianfranco Intoci Tinoco

SISTEMAS ESTRUCTURALESSistemas estructurales:

Son las estructuras compuestas de varios miembros, que soportan las edificaciones y tienen además la función de soportar las cargas que actúan sobre ellas transmitiéndolas al suelo.CARACTERISTICAS Funciones estructurales específicas como: Resistencia a la compresión o tensión, para cubrir claros horizontales o verticales, entre otras. • Forma geométrica u orientación. • Materiales de los elementos. • Forma de unión de los elementos. • Forma de apoyo de la estructura. • Cargas o fuerzas que soporta la estructura. • Condiciones de uso, función, forma y escala. • Limitaciones de forma y escala

Tipos de estructuras

CERCHAS: Este sistema combina elementos tipo cercha donde la disposición de los elementos determina la estabilidad. Pueden ser planas y espaciales. Unión articulados.

ARMADURAS: En este sistema se combinan elementos tipo cercha con elementos tipo viga o columna unidos por articulaciones.

MARCOS O PÓRTICOS: Este sistema conjuga elementos tipo viga y columna. Su estabilidad está determinada por la capacidad de soportar momentos en sus uniones. Pueden ser planos y espaciales. Unión rígida entre sus elementos, que determinan la estabilidad de todo el conjunto.

SISTEMAS DE PISOS: Consiste en una estructura plana conformada por la unión varios elementos (cáscara, viga, cercha) de tal manera que soporte cargas perpendiculares a su plano. Se clasifican por la forma en que transmiten la carga a los apoyos en bidireccionales y unidireccionales.

SISTEMAS DE MUROS: Es un sistema construido por la unión de muros en direcciones perpendiculares y presenta gran rigidez lateral. Este sistema es uno de los mas usados en edificaciones en zonas sísmicas. Además en domos, cilos y tanques. SISTEMAS COMBINADOS PARA EDIFICACIONES: Se aprovechan las cualidades estructurales de los elementos tipo muro con las cualidades arquitectónicas de los sistemas de pórticos. Las características de rigidez lateral también se pueden lograr por medio de riostras que trabajan como elementos tipo cercha.

Miembros estructurales de concreto armado

CONCRETO ARMADO La técnica constructiva del hormigón armado consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También es posible armarlo con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido.El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general.

MUROSDefinición:Elementos estructurales que trasmiten fundamentalmente cargas verticales y que permiten el cierre de los espacios.

Se clasifican en:

Muros Portantes : Su función básica es soportar cargas, en consecuencia, se puede decir que es un elemento sujeto a compresión. Pero frente a un sismo deben resistir esfuerzos cortantes, tracciones y compresiones por flexión

 Muro no Portante : No es un elemento estructural, su función básica es aislar o separar, debiendo tener características tales como acústicas y térmicas, impermeable, resistencia a la fricción o impactos y servir de aislantes según lo requerido, también denominados tabiques. –

Muro de contención : Generalmente están sujetos a fricción en virtud de tener que soportar empujes horizontales. Estos muros pueden ser de contención de tierra y/o líquidos.Muros de corte : Pueden ser de concreto o albañilería, siendo su función estructural la de absorber las fuerzas generadas por sismos y/o fuerzas del viento, disminuyendo los esfuerzos de las columnas.

LA MADERA COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL

La madera se destaca por su resistencia y adaptabilidad: La madera se puede adaptar en cualquier sitio, sin importar el clima y las condiciones ambientales. Se puede utilizar en estructuras de gran complejidad tales como: cubiertas espaciales, puentes, teatros, auditorios, etc. Así como en estructuras habitacionales de solución sencilla. Los elementos estructurales en madera se remitirán a la compresión y a la flexión.

La compresión: tendremos columnas en madera y las viguetas y vigas en madera. Los elementos de madera sujetos a la compresión pueden ser de una sola pieza de madera maciza o terciada, o bien estar integradas por varios elementos ensamblados.

La flexión: consta de dos o más elementos de madera resistentes a la compresión, cuyos ejes longitudinales son paralelos. Estos elementos están separados por medio de bloques en sus extremos y en sus puntos intermedios, y unidos a los bloques se paradores de los extremos por medio de conectores con resistencia adecuada al esfuerzo cortante. En consideración de la esbeltez que presente o requiera la columna, estas serán cortas, medianas y largas.

Uniones Eficientes: La madera se puede ensamblar y pegar con adhesivos apropiados, unir con clavos, tornillos, pernos y conectores especiales, utilizando herramientas sencillas y produciendo uniones limpias resistentes y durables. .

Fundación de estructuras en maderaLa fundación es una base de sustancia encargada de recibir diferentes esfuerzos y trasmitirlos al suelo, además aísla la edificación del terreno, resguardándola de la humedad y termitas Criterios a considerar : Condiciones de carga Características del suelo.Restricciones constructivas de la obra

Tipos de fundación según el terreno : Fundación superficial : apoyada en los estratos superficiales del terreno Fundación profunda: debido a la mala calidad del terreno deben profundizarse. La falla mas común de la fundación es el asentamiento y además el vuelco de la fundación.

ColumnasCriterios en el diseño de columnas

Elementos sujetos a flexo compresión Apoyar a las vigas cargadas

Las columnas se calculan con los principios básicos:

Distribución lineal de las deformaciones en la sección transversal No hay deslizamiento entre el acero y el concreto Deformación máxima permisible del concreto a la falla es= 0,003 in/in La resistencia en la tensión del concreto es despreciable y no se considera en los cálculos.

Vigas Trabaja principalmente en flexión y corte . Luces continuas Espaciamiento entre vigas = 1,5 o 2 veces el peralte

de la viga . Aislar el elemento del sistema estructural Determinar las reacciones por las ecuaciones estáticas

de las condiciones de los apoyos Realizar un corte en la sección donde se desea

conocer la magnitud de las fuerzas internas con un plano perpendicular al eje del elemento

Las fuerzas internas se obtienen de aplicar equilibrio sobre una de las dos porciones obtenidas por el corte Diseño de miembros estructurales en madera

TechosEl techo de madera es un sistema que puede estar compuesto de serie de vigas casi siempre inclinadas, un conjunto de armaduras o la combinación de ambos, se apoyan sobre tabiques de madera, muros de mampostería o sobre vigas principales de madera u otro material.

Criterios en el diseño de techo Tipo de techo (plano, con pendiente, curvo, etc) Materiales ( tejas, madera, concreto, laminas de

hierro, etc) Sistema de construcción Diseño de miembros

estructurales en madera

CerchasLas cerchas son parte de la estructura de una construcción, capaz de soportar cargas en su plano, aplicadas sobre los nodos.

Criterios en el diseño de cerchas Usos (puentes, estadios, recintos amplios, viviendas,

etc.) Comportamiento Diseño por compresión Diseño por tracción Aplicación de las condiciones estáticas de equilibrio

EntrepisosEl entrepiso es una plataforma que se apoya sobre un conjunto de

vigas, columnas, tabiques y muros, la plataforma se compone de

un sistema de vigas secundarias sobre la cual se coloca una

cubierta de tablones u otro material.

Criterios en el diseño de entrepiso Función (arquitectónica o estructural)

Clasificación (unidireccional o bidireccional)

Material (hormigón, apoyada en madera, lamina de acero, etc.)

carga Diseño de miembros estructurales en madera

Miembros estructurales de concreto armado

Las Estructuras metálicas constituyen un sistema constructivo muy difundido en varios países, cuyo empleo suele crecer en función de la industrialización alcanzada en la región o país donde se utiliza. Se lo elige por sus ventajas en plazos de obra, relación coste de mano de obra – coste de materiales, financiación, entre otros. De esta forma, las estructuras metálicas poseen una gran capacidad resistente por el empleo de acero. Esto le confiere la posibilidad de lograr soluciones de gran envergadura, como cubrir grandes luces, cargas importantes. Los perfiles metálicos son aquellos productos laminados, fabricados usualmente para su empleo en estructuras de edificación, o de obra civil.

CerchasCERCHAS METALICAS

La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniería. Proporciona una solución práctica y económica a muchas situaciones de ingeniería, especialmente en el diseño de puentes y edificios. Una armadura consta de barras rectas unidas mediante juntas o nodos. Los elementos de una cercha se unen sólo en los extremos por medio de pasadores sin fricción para formar armazón rígida; por lo tanto ningún elemento continúa más allá de un nodo. Cada cercha se diseña para que soporte las cargas que actúan en su plano y, en consecuencia, pueden considerarse como una estructura bidimensional. Asimismo, todas las cargas deben aplicarse en las uniones y no en los mismos elementos. Por ello cada cercha es un elemento sometido a fuerzas axiales directas (tracción o compresión).En un sistema estructural conformado por cerchas, se dispone de un sistema de arriostramiento lateral a fin de contrarrestar el desplazamiento longitudinal de la edificación debido a las fuerzas transversales.

Una cercha está formada por los siguientes elementos: 1Los miembros de arriba, cordón superior. 2. Los miembros de abajo, cordón inferior. 3. Diagonales. 4. Verticales montantes o pendolones dependiendo del tipo de esfuerzo.

De acuerdo con la forma de crear la configuración de una cercha, se clasifican en simples, compuestas y complejas. CERCHA SIMPLE: Una cercha rígida plana puede formarse simple partiendo de tres barras unidas por nodos en sus extremos formando un triángulo y luego extendiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unión. CERCHA COMPUESTA: Si dos o más cerchas simples se unen para formar un cuerpo rígido, la cercha así formada se denomina cercha compuesta. Una cercha simple pude unirse rígidamente a otra en ciertos nodos por medio de tres vínculos no paralelos ni concurrentes o por medio de un tipo equivalente de unión.

MALLA ESPACIAL

Es una tipología de estructura espacial, un sistema estructural compuesto por elementos lineales unidos de tal modo que las fuerzas son transferidas de forma tridimensional. Macroscópicamente, una estructura espacial puede tomar forma plana o de superficie curva. Las mallas espaciales son aquellas en las que todos sus elementos son prefabricados y no precisan para el montaje de medios de unión distintos de los puramente mecánicos. Igualmente, las barras de las mallas espaciales funcionan trabajando a tracción o a compresión, pero no a flexión. De esta manera las mallas espaciales cumplen lo siguiente: Las fuerzas exteriores sólo se aplican en los nudos. Los elementos se configuran en el espacio de tal modo que la rigidez de cada unión se puede considerar despreciable, es decir, cada unión se considera una articulación a efectos de cálculo.

Losa acero El término losacero se define como un sistema en el cual se logra la interacción del perfil metálico con el concreto, por medio de protuberancias que trae consigo. Parte del espesor de concreto se convierte en patín de compresión, mientras que el acero resiste los esfuerzos de tensión y la malla electrosoldada resiste los esfuerzos ocasionados por los cambios de temperatura en el concreto. Este sistema integra lámina de acero obtenido por proceso de laminación en frío galvanizada y conectores de cortante que van soldados a la estructura de apoyo. La efectividad del sistema se logra al unir en uno solo los conectores, la viga, la losacero y el concreto.

Membrana

Una membrana es un elemento estructural o de cerramiento, bidimensional, sin rigidez flexional que soporta tensiones y esfuerzos normales. Por ejemplo, la lona de un circo o la vela de un barco funcionan estructuralmente como membranas.