estructuras ib estabilidad de las construcciones planos resistentes regularidad estructural

ESTRUCTURAS IB

ESTABILIDAD DE LAS CONSTRUCCIONES

PLANOS RESISTENTES

REGULARIDAD ESTRUCTURAL

Interesa no sólo el equilibrio de la estructura, sino que éste sea permanente en el tiempo aún frente a acciones exteriores diversas.

EQUILIBRIO ESTABLE

CONDICIONES DE ESTABILIDAD DE UNA ESTRUCTURA

E Q U I L I B R I O El equilibrio de la estructura, debe ser permanente en el tiempo

aún frente a acciones exteriores diversas.

Para que una estructura sea estable es imprescindible

que cuente con PLANOS RESISTENTES

La ESTABILIDAD ESPACIAL de una estructura estará garantizada :

Si tiene como mínimo TRES PLANOS RESISTENTES VERTICALES, no todos PARALELOS ni todos CONCURRENTES a un punto, y además UN PLANO RESISTENTE SUPERIOR, suficientemente vinculado a los planos resistentes verticales

ESTABLE INESTABLE INESTABLE

CONFORMACIÓN DE LOS PLANOS RESISTENTES

PORTICOS Y ARCOS

TRIANGULACIONES

COLUMNAS EMPOTRADAS

MAMPOSTERÍA ENCADENADA

TABIQUES DE HORMIGON ARMADO

PORTICOS Y ARCOS

INESTABLE

INESTABLE

ESTABLE - PÓRTICO

Pórticos y Arcos simples

Pórticos múltiples

TRIANGULACIONES

TRIANGULACION SIMPLE: la barra debe trabajar a tracción y a compresión según el sentido de la fuerza

TRIANGULACIÓN DOBLE (Cruz de San Andrés): Trabaja sólo una de las barras, siempre a tracción

Casa Kike- Costa Rica -Gianni Botsford Arquitectos- 2007

Centro de Trabajo Corporal JIVA – México D.F.Ambrosini , Farfán, Belanger,Ambrosini –2004

Viviendas Ruca – Santiago de ChileUndurraga Devés Arquitectos – 2011

COLUMNAS EMPOTRADAS

TABIQUES DE Hº Aº

MAMPOSTERÍA ENCADENADA

Efectos de fuerzas laterales sobre mampostería sin encadenados

DIMENSIONES MÍNIMAS DE MUROS RESISTENTES (CIRSOC 103)

El ancho mínimo (sin revoque) de los muros de mampostería será de 17 cm.Puede reducirse a 13 cm en muros de ladrillos macizos de hasta 3 m. de altura.

H

L

L ≥ H/ 2,2 y L ≥ 1,50 m

L

H

L ≥ H/2,6 y L ≥ 0,90 m

MUROS RESISTENTES CON ABERTURAS

Con abertura centrada: deberán cumplirse las exigencias que indica la figura y además:

• El área de la abertura ≤ 0,1 área del panel.• l < 0,35 L • h < 0,35 H

Con abertura ubicada en cualquier posición:deberán cumplirse las exigencias que indica la figura y además:

• El área de la abertura ≤ 0,05 área del panel.• l < 0,25 L • h < 0,25 H

L

l

h H

≥ 0,25 L≥ 0,9 m

≥ 0,25 H

lh

≥ 0,25 H

≥ 0,25 L≥ 0,9 m H

L

Gráficos extraídos del libro“Intuición y razonamiento en el diseño estructural”

Moisset de Espanés, Daniel

Incorrecta disposición de armaduras en los encadenados

Incorrecta disposición de encadenados en los muros

La efectividad de los anclajes en los planos superiores, y el trabajo en conjunto de los muros, se ve afectado por la falta de continuidad vertical y horizontal de los planos estructurales, y por la irregularidad de la estructura, tanto en planta como en altura.

MECANISMO ESTABLE MÍNIMO:TRES planos resistentes verticales no todos paralelos ni concurrentes y UN plano resistente superior

CONTINUIDAD DE LOS PLANOS RESISTENTES

CONTINUIDAD DE LOS PLANOS RESISTENTES VERTICALES

Cada plano se considera resistente si es continuo desde su borde superior, vinculado al plano superior resistente, hasta la cimentación.

Si al alcanzar un plano resistente horizontal intermedio, un muro pierde su continuidad, dejará de considerarse resistente.

CORTE

Planta Alta

Planta Baja

En la planta alta sólo pueden ser resistentes tres planos verticales ubicados en la misma dirección (x) ..... Inestable!, porque se perdió la continuidad en la planta baja.

Se debe tratar de evitar la irregularidad en planta, tanto geométrica como estructural. Las formas irregulares pueden convertirse, por descomposición en varias formas regulares mediante juntas de control.

b

REGULARIDAD ESTRUCTURAL

IRREGULARIDAD EN PLANTA

PLANTA DE TECHOSPLANTA

R

r

R

r

Construcciones BajasZona de moderada actividad sísmica:Si β > 0,4 → Planta Irregular

IRREGULARIDAD EN ALTURA

NECESIDAD DE SEPARAR EN CUERPOS REGULARES

CENTRO DE MASA DE UNA CONSTRUCCION

• Es el punto donde se considera aplicada la masa (peso) de toda la construcción.

• El Centro de Masa se puede considerar equivalente al Centro de Gravedad de la figura geométrica que conforma la planta

14,4

2,4

3,2

17

5,6

Determinación del Centro de Masa

PLANTA

Verificación de la Regularidad en Planta

r = 3,2

R = 14,4

0,40

0,2214,43,2Rr

Se considera planta REGULAR

14,4

2,4

3,2

17

5,6

Centro de Masa

CENTRO DE RIGIDEZ DE UNA ESTRUCTURA

• El centro de rigidez representa el centro geométrico de las rigideces de los elementos estructurales correspondientes al nivel de la construcción analizado. Se puede considerar como el punto donde está aplicada la resultante de las resistencias generadas por los planos verticales resistentes.

• Es el punto del plano superior donde al aplicar una fuerza horizontal el sistema se traslada sin rotar.

C.R.

ASIMETRÍA ESTRUCTURAL

La distancia excesiva entre el Centro de Masa y el Centro de Rigidez de una estructura produce asimetría estructural

Cuando no hay simetría en la estructura, se pueden producir efectos de torsión sobre la estructura en su globalidad.

REGULARIDAD ESTRUCTURAL

Las formas geométricamente regulares pueden ser asimétricas en términos de estructura, lo que se debe evitar redistribuyendo los planos resistentes adecuadamente.

ASIMETRIA DE MASAS