DEFINICION

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. Este modelo físico sirve de marco para los elementos

estructurales, y refleja un modo de trabajo. Un objeto puede

tener, a su vez, una mezcla de sistemas estructurales.

CARACTERÍSTICAS

• Funciones estructurales específicas como: resistencia a la

compresión o tensión, para cubrir claros horizontales o

verticales, etc.

• 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.

Muchos y variados sistemas estructurales se utilizan en la arquitectura y depende de

las necesidades del edificio. La altura del edificio, su capacidad de carga, las

especificaciones del suelo y los materiales de construcción dictan el sistema

estructural necesario para un edificio. En particular, estos sistemas han

evolucionado para centrarse en la construcción a medida que el suelo no urbanizado

se ha vuelto escaso. Algunos de los sistemas estructurales que se utilizan en la construcción son los siguientes:

Estructuras de acero Estructura de Madera El Hormigón Armado

Son estructuras en las cuales los elementos soportantes,

tanto verticales (columnas), como horizontales (vigas),

son de perfiles de acero laminado, como angulares,

canales, vigas I, etc. Son elementos prefabricados que se

preparan en un taller y se llevan a la obra listas para ser

colocadas. En comparación con otros sistemas

estructurales, este es más económico debido al ahorro

del tiempo de ejecución. La unión de los elementos entre

sí, se hace remachada, soldada, o con pernos y/o pasadores.

VENTAJAS

• Las estructuras pueden hacerse de sección menor que con otros materiales,

pues el material es homogéneo y muy resistente.

DESVENTAJAS

• Deben protegerse de la corrosión con pinturas especiales o recubrimiento de

hormigón.

• Son peligrosas en caso de incendio, pues tienden a deformarse por el calor.

CARACTERISTICAS

• Son estructuras con alta resistencia y durabilidad.

• El Proceso de construcción es más eficiente, una

mayor rapidez de construcción y una minimización

de los riesgos y deterioros de la obra y de las

instalaciones de faena.

• Las fundaciones son más reducidas, lo que permite

preservar el suelo y efectuar menos movimientos

de tierra.

• Permiten la construcción de superficies con

grandes vanos libres, pilares más esbeltos y

fachadas más livianas.

• Permiten más libertad a la imaginación en la

concepción de la obra.

• Permiten la existencia de espacios amplios, libres

de obstáculos interiores y facilita la modificación o

ampliación de la estructura a fin de adaptarla a

nuevos requisitos funcionales o estilos de vida.

Es un tipo de sistema estructural ligero. Este tipo de

construcciones se utilizan con frecuencia para edificios de

oficinas, escuelas, edificios gubernamentales, edificios

comerciales, apartamentos y viviendas. Estas edificaciones

son fuertes y ligeros, lo que los hace muy estables en zonas

de terremotos. Qué tan fuerte es la madera depende de la

condición de la estructura de madera, de los nudos o grietas

en la misma, de su contenido de humedad y de la dirección

de la veta. El montaje de estas estructuras es bastante

rápido, pues no se necesitan grandes equipos de grúas por

lo liviano del conjunto. Se emplean en naves industriales y en otras construcciones que tengan un destino provisional.

VENTAJAS

• Ligereza

• Economía

• Facilidad de elaboración

DESVENTAJAS

• Combustibilidad

• Mantenimiento

CARACTERISTICAS

• Es el único material natural y renovable.

• Las construcciones en madera ya por sí solas actúan como

aislamiento.

• Las propiedades acústicas de la casa de madera son las

optimas. La madera absorbe las ondas que recibe.

• La madera tiene una relación resistencia-peso más favorable

que el acero y que el hormigón.

• Debido a la ligereza de la madera, se ahorran energéticos en

los procesos de elaboración y transporte de los elementos,

respecto a los costos correspondientes de otros materiales.

• Las estructuras de madera tienen una excelente rigidez y

resistencia.

• Las estructuras de madera son resistentes a muchos

productos químicos que son altamente corrosivos a otros

materiales.

• Los elementos de madera poseen una gran capacidad para

absorber energía y para resistir cargas de impacto, lo que

hace un buen material de construcción en zonas sísmicas.

Armado es un sistema estructural del tipo compuesto. Este tipo de sistema puede

combinar las estructuras de acero estructural con tubos de hormigón o de hormigón

muros de corte con un marco de acero. Este sistema se utiliza con frecuencia para la

construcción de edificios altos, como rascacielos. El acero y el hormigón puede resistir el

estrés del viento y la gravedad.

VENTAJAS

• Su plasticidad, que permite su adaptación a infinidad

de formas mediante el empleo para la fundición, de

moldes y encofrados.

• Resistencia al fuego (comienza a destruirse a partir

de los 600° C.

• Durabilidad: su calidad mejora con el tiempo.

• Costo de mantenimiento mínimo.

• Es un material bastante impermeable.

DESVENTAJAS

• Material muy pesado (2400 kg/m³)

• Control de la calidad complejo.

• Tiempo para obtener su resistencia útil (unos 28 días).

• Técnica compleja (esmerada ejecución, encofrado,

fundición, curado y desencofrado).

CARACTERISTICAS

• El acero y hormigón tienen una relación de

complementariedad mecánica. El Hormigón se encarga de

soportar los esfuerzos a compresión, mientras que el

acero lo hace con la tracción, es la idea fundamental en

que se basa la filosofía del hormigón armado.

• Casi Uniformidad de Coeficientes de Dilatación Térmica:

Esto posibilita la construcción de grandes volúmenes de

concreto sin que se produzcan agrietamientos.

• La adherencia que se desarrolla entre las varillas de acero

y el concreto se produce gracias a la fricción entre las

corrugaciones de las varillas y los áridos que componen

el concreto, lo que permite que se comporten como uno.

• El confinamiento del concreto por el refuerzo transversal,

mejora considerablemente las características de esfuerzo

deformación del concreto para grandes deformaciones.

• El recubrimiento de las varillas de acero tiene como

finalidad protegerlas de la humedad y del ataque químico

de otras sustancias corrosivas y ayuda en el desarrollo

de la adherencia

Son aquellos productos laminados de origen metálico y que son fabricados usualmente

para su empleo en estructuras de edificación, o de obra civil. Los mas usados son:

• Perfil T. Es un prisma mecánico, frecuentemente fabricado en acero laminado cuya sección tiene

forma de T.

• Perfil IPN. Es un producto laminado cuya sección tiene forma de doble T. Las caras exteriores de

las alas son perpendiculares al alma, y las interiores presentan una inclinación del 14% respecto

a las exteriores, por lo que las alas tienen un espesor decreciente hacia los bordes.

• Perfil IPE. Es un producto laminado cuya sección normalizada tiene forma de doble T. Las caras

exteriores e interiores de las alas son paralelas entre sí y perpendiculares al alma, y así las alas

tienen espesor constante (principal diferencia con respecto al perfil IPN).

• Perfil HE. Es un tipo de perfil laminado cuya sección transversal tiene forma de doble T. Las

caras exteriores e interiores de las alas son paralelas entre sí y perpendiculares al alma, y así

las alas tienen espesor constante.

• Otros Perfiles menos usados pero importantes en el sector construcción son los:

o Perfil UPN

o Perfil L

o Perfil LD

Tubos Estructurales Son productos de acero obtenidos a partir de flejes, cortados de bobinas o laminados en

caliente, cuyo ancho corresponde al diámetro del tubo a fabricarse.

Dichos flejes son doblados dándole la forma tabular deseada (redonda, cuadrada o

rectangular) se sueldan longitudinalmente por el proceso de soldadura por resistencia

eléctrica a través de todo el espesor de la lamina.

Uso o aplicación: Son utilizados fundamentalmente en la industria de la construcción, para

la fabricación de estructuras metálicas como puentes, edificios, torres de transmisión, etc.

Tipos de Tubos Estructurales:

• Sección Circular

• Sección Rectangular

• Sección Cuadrada

Se denomina al taller, al oficio y al producto elaborado del carpintero que emplea metales

para la fabricación de muebles, puertas, ventanas, accesorios, etc.

Se conoce como empresas de carpintería metálica a las que utilizan profesionales que se

dedican a la fabricación y comercialización de productos metálicos, como acero y

aluminio, para los mercados de la construcción, Industria y decoración, así como la gama

de productos orientada al cerramiento integral de la vivienda: puertas, ventanas,

persianas laminadas, extrusionadas, de seguridad, cajones de registro laminados,

extrusionados, y de rotura de puente térmico, contraventanas de lamas orientables,

mosquiteras, accesorios de accionamiento, rejas de hierro y forjado artístico, etc.

En los trabajos más habituales de carpintería metálica se

utilizan el acero (aceros al carbono, aleados, de baja aleación

ultra-resistentes, inoxidables, de herramientas), hierro,

aluminio, cobre, latón, bronce, cristal, plástico.

Perfiles especiales en carpintería metálica: Tubos, Ángulos o

perfiles en L., Pletinas, Barras etc. Por lo general los

espesores de estos perfiles son de menor calibre ya que las

cargas y solicitaciones a las que se verán sometidas estos

elementos de carpintería metálica son muchos más bajos que

los que debe soportar la estructura metálica

Las cerchas o armaduras son uno de los elementos

estructurales que forman parte del conjunto de las

estructuras de forma activa. Por lo general están

compuestas por barras rectas unidas entre sí en sus

extremos para constituir una armazón rígida de forma

triangular, capaz de soportar cargas en su plano,

particularmente aplicadas sobre las uniones denominadas

nodos; en consecuencia, todos los elementos se

encuentran trabajando a tracción o compresión sin la

presencia de flexión y corte.

Las cerchas se emplean cuando se tiene luces libres

grandes como puentes, sitios públicos y estadios. Las

cerchas paralelas se usan en recintos amplios, de cordones

superiores curvos se comportan similar a una estructura

colgante o un arco y se emplean en algunos puentes, en

techos y entrepiso se emplean cerchas livianas, El rango de

luces de la cercha es de 15 a 50 m para cerchas de acero.

Es una malla metálica generalmente protegida contra la corrosión. Esta protección se

hace normalmente mediante una capa de zinc o de un recubrimiento plastificante, o

de acero inoxidable para usos concretos.

Una de las mallas de mas común uso en la actualidad son las llamadas mallas

electrosoldadas que vienen a ser un producto formado por dos sistemas de

elementos (barras o alambres), uno longitudinal y otro transversal, que se cruzan

entre sí perpendicularmente y cuyos puntos de contacto están unidos, mediante

soldaduras eléctricas, por un proceso de producción en serie, en instalación fija.

En el sector de la construcción se emplean en cimentaciones, pavimentos, soleras,

muros, forjados, cubiertas, terrazas, canales, entre otros.

Es una lámina corrugada de acero galvanizado estructural, perfilado para que se produzca un

efectivo ajuste mecánico con el concreto, gracias a las muescas especiales que además

sustituyen el acero a la tracción de la placa. Losacero proporciona una plataforma segura de

trabajo, sustituyendo así la cimbra tradicional de madera evitando los tiempos de cimbrado y

de descimbrado.

Ventajas:

• El galvanizado de la lámina le garantiza una larga vida útil en cualquier condición ambiental

• En la mayoría de las obras se elimina el uso de puntales, reduciendo costos de instalación

• Se obtienen placas más livianas ( 8 a 10 cm de espesor )

• Se instala de forma rápida y limpia.

La Losacero actúa como Acero de Refuerzo y cimbra, opera en forma similar a una viga

trabajando como sección compuesta. Encuentra sus aplicaciones más importantes en la

realización de entrepisos para edificaciones, ampliaciones y mezzaninas, puentes,

estacionamientos, techos para viviendas unifamiliares.

Las membranas arquitectónicas e ingenieriles se representan básicamente por superficies de

tejido estáticas conseguidas por la tensión de las mismas mediante la combinación de

estructuras de acero (mástiles) y tirantes de cables. Es un tipo de solución de protección solar

muy singular, con la posibilidad de diseñar infinitas formas tridimensionales (laxas, aéreas,

triangulares, paraboloides hiperbólicos, conoides de revolución, etc).

Los diferentes tejidos como la fibra de poliéster con recubrimiento de PVC ya sea fabricado en

masa como micro perforado son los tejidos ideales que aportan a las tenso estructuras formas

imaginativas de gran belleza plástica y total efectividad. Las estructuras de las superficies tenso

estáticas compuestas de mástiles y cables trenzados de alta resistencia, diseñados y

calculados por ingenieros y arquitectos textiles representan el esqueleto de tensión de las

membranas textiles.

CONCRETO ARMADO

El concreto en masa es un material moldeable y con buenas propiedades

mecánicas y de durabilidad, y aunque resiste tensiones y esfuerzos de

compresión apreciables tiene una resistencia a la tracción muy reducida.

Para resistir los esfuerzos de torsión es necesario combinarlo con un

esqueleto de acero, el cual tiene la misión resistir las tensiones de

tracción que aparecen en la estructura, mientras que el concreto resistirá

la compresión.

Por otro lado, el acero confiere a las piezas mayor ductilidad, permitiendo

que las mismas se deformen apreciablemente antes de la falla.

En los elementos lineales alargados, como vigas y pilares las barras de

acero se dimensionan de acuerdo a la magnitud del esfuerzo axial y los

momentos flectores, mientras que el esfuerzo cortante y el momento

torsor condicionan las características de la armadura transversal o

secundaria.

En resumen el concreto armado se trata de que todos los esfuerzos de

tracción sean absorbidos por la armadura metálica y los de compresión

por el hormigón. El hierro queda sólidamente unido al hormigón,

formando así una pieza solidaria, sin que se produzca resbalamiento de

un material sobre el otro.

MURO DE CARGA O MURO PORTANTE: Se denomina así a

las paredes de una edificación que poseen función

estructural; es decir, aquellas que soportan otros

elementos estructurales del edificio, como arcos, bóvedas,

vigas o viguetas de forjados o de la cubierta. Cuando los

muros soportan cargas horizontales, como las presiones

del terreno contiguo, se denominan muros de contención.

Las Estructuras con Muros Portantes incluyen un tipo de

estructuras donde los elementos verticales resistentes son

los muros, y no los pilares como en el caso de las

Estructuras de Hormigón Armado; es decir que el elemento

que recibe las cargas posee una de sus dimensiones de un

grosor muy inferior a la longitud y la altura. Dentro de este

tipo de estructura, podemos diferenciar a aquellas que no

poseen armaduras, y por lo tanto tienen baja resistencia a

la flexión y las que disponen de armadura, que las asemeja

a las estructuras de hormigón armado.

CLASIFICACION

La clasificación de los muros se hace de acuerdo con su función:

Muros de carga: Es en el cual las paredes de una edificación poseen función estructural; es

decir, aquellas que soportan otros elementos estructurales del edificio, como arcos, bóvedas,

vigas o viguetas de forjados o de la cubierta.

Muro de contención: Cuando los muros soportan cargas horizontales, como las presiones del

terreno contiguo, se denominan muros de contención. El análisis de una estructura de

contención consiste en el análisis del equilibrio del conjunto formado por el macizo de suelo y

la propia estructura.

Muro divisorio: Son aquellos que al separar los espacios no soportan las cargas estructurales y

son generalmente ligeros.

Encerramiento: En construcción, se denomina cerramiento a los planos de limitantes del

espacio. Los cerramientos son los elementos constructivos que cumplen una función esencial,

la de preservar los espacios. Son las superficies envolventes que delimitan y acondicionan los

espacios.

Para trabajar con estructuras de madera se debe considerar

sus fundaciones, los elementos estructurales horizontales

(envigados), verticales (tabiques) y de techumbre. Luego de

esto podemos pasar a desarrollar las instalaciones, las

terminaciones y las obras complementarias. En todas estas

etapas podemos utilizar la madera estructural, pero de distinta

manera.

Las construcciones de madera adoptan, por lo regular, dos

formas: la construcción con marcos ligeros y la construcción

con madera pesada.

• La construcción con marcos ligeros de madera utiliza

miembros delgados muy cercanos entre sí para formar

muros, pisos y techos en un sistema llamado construcción

con estructura de plataforma.

• La construcción con madera pesada utiliza miembros más

grandes dispuestos con un sistema de postes y vigas. La

construcción con marcos ligeros de madera o la

construcción con madera pesada se pueden combinar con

estructuras de mampostería para obtener un incremento en

la resistencia al fuego y la capacidad de carga.

DIVISIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES

Los sistemas estructurales desarrollados para construcciones en madera, se dividen en dos

grandes grupos, según el largo de los elementos estructurales y las distancias o luces entre los

apoyos:

Estructura de luces Menores. Por lo general se trabaja con madera aserrada. A su vez estas se

subdivide en:

Estructuras Macizas

Estructura de Placas

Estructura de Entramados

Estructura de luces Mayores. Para estas estructuras se trabaja con madera laminada.

RESISTENCIA Y ADAPTABILIDAD DE LA MADERA

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. 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.

Durabilidad: La madera no es un material eterno, al igual que otros materiales, sin embargo, si

se toman las medidas de protección adecuadas contra la humedad, intemperismo y el ataque de

los organismos destructores, la vida de una estructura de madera pueden ser superiores a un

siglo, como lo atestiguan muchas aún existentes. La madera es, por naturaleza, una sustancia

muy duradera. Si no la atacan organismos vivos puede conservarse cientos e incluso miles de

años.