katerine stanovich sistemas estructurales

Instituto Universitario Politécnico

“Santiago Mariño”

Extensión Barinas

Escuela de Arquitectura

SISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALES

Asignatura: Proyecto de EstructuraAsignatura: Proyecto de EstructuraAsignatura: Proyecto de EstructuraAsignatura: Proyecto de Estructura

Tutor: Cedily Guedez Tutor: Cedily Guedez Tutor: Cedily Guedez Tutor: Cedily Guedez

Autor: Stanovich , KaterineAutor: Stanovich , KaterineAutor: Stanovich , KaterineAutor: Stanovich , Katerine

SISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALES

Es un ensamblaje de miembros o elementos independientes para conformar un cuerpo único y cuyo objetivo es darle solución en cuanto a cargas y forma de un problema civil determinado, por lo que, constituye el soporte básico, llamado armazón o esqueleto, compuestas de varios miembros, para soportar las edificaciones. Ejemplos: puentes, torres, edificios, estadios, techos, barcos, aviones, maquinarias, entre otros.

11CARACTERISTÍCAS_

1. Capacidad para resistir todas las cargas gravitacionales de manera eficiente.

2. Resistencia ante las solicitaciones sísmicas en cualquier dirección, para así prevenir el colapso.

3. Ductilidad, ya que no basta con que se alcance el estado límite de resistencia en una sección, lo que

podría originar un colapso, sino que también se requiere que posea capacidad de deformarse

sosteniendo su carga máxima, e inclusive, que posea una resistencia de capacidad antes del colapso.

4. Permitir un flujo continuo de las fuerzas sísmicas hasta la fundación.

5. Redundancia, para que los elementos tengan capacidad de deformaciones inelásticas y permitan la

disipación de energía sin riesgo a colapso de la edificación

TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALESTIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES

EEn la elección del sistema estructural son importantes el tipo y la magnitud del esfuerzo a que estará sometida la estructura, las características de las solicitaciones y la geometría de la estructura considerada como un conjunto, tomando en cuenta la secuencia de MATERIAL -ELEMENTO - SISTEMA. Se puede tener diferentes elementos estructurales tales como muro, viga, columna, losa, cable, entre otros, cada uno con una función dentro del sistema estructural. Atendiendo al material de construcción pueden ser:

221. ESTRUCTURA DE ACERO_

Son las que los elementos soportantes, tanto verticales (columnas), como horizontales (vigas), son de perfiles de acero laminado, como angulares, canales, vigas, entre otros.

ESTRUCTURA DE ACERO

VENTAJAS_

Las estructuras pueden hacerse de sección menor que con otros materiales, pues el material es homogéneo y muy resistente.

DEVENTAJAS_

- 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.

FABRICADAS CON PIEZAS ENSAMBLADAS

CARACTERISTÍCAS_

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.


2. ESTRUCTURA DE MADERA_

Una estructura de madera es un tipo de sistema estructural ligero. Estas construcciones se utilizan con frecuencia para edificios de oficinas, escuelas, edificios gubernamentales, edificios comerciales, apartamentos y viviendas. Los edificios con sistemas estructurales a base de madera 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.

ESTRUCTURA DE MADERA

VENTAJAS_

- Ligereza- Economía- Facilidad de

elaboración

MONTAJE DE MALLA DE MADERA

CARACTERISTÍCAS_

- La madera es uno de los materiales más idóneos para su trabajo a tracción, por su especial estructura direccional, su resistencia será máxima cuando la solicitación sea paralela a la fibra y cuando sea perpendicular su resistencia disminuirá.

- Capacidad que tiene la madera de doblarse sin que se rompa el sentido de sus fibras, poder ser dobladas o ser curvadas en su sentido longitudinal, sin romperse.

- En esta, los elementos estructurales se fabrican de madera. Requiere gran habilidad para lograr sus uniones, ensambles y conexiones, según el tipo de madera usado, así como una gran precisión para el montaje. El montaje de estas estructuras es bastante rápido, pues no se necesitan grandes equipos de izaje por lo liviano del conjunto. Se emplean en naves industriales y en otras construcciones que tengan un destino provisional.

DESVENTAJAS_

- Combustibilidad- Mantenimiento


3. MARCOS RÍGIDOS_

También se les llama Sistema aporticado o Estructuras aporticadas, Pórtico resistente. El tipo de estructuración más común hoy en día para edificios tanto de concreto como de acero es el que utiliza marcos rígidos. Los marcos formados por columnas y trabes están unidos formando uniones rígidas capaces de transmitir los elementos mecánicos en la viga sin que haya desplazamientos lineales ó angulares entre sus extremos y las columnas en que se apoya.

VENTAJAS_- Flexibilidad en el aprovechamiento

del espacio interior.- Rápida construcción.- Menor costo.- Variedad de columnas.- Diseño flexible.

SISTEMAS APÓRTICADOS

CARACTERISTÍCAS_- Pueden ser diseñados con una

cumbrera centrada, excéntrica o de una sola pendiente. La pendiente de techo puede ser tan baja como 2%.

- También pueden ser usados con otros sistemas estructurales, incluyendo estructura de acero tradicional y madera.

- Acepta cualquier carga de viento, sismo, nieve, puente grúa o equipos propios del proyecto.

- Puede darse cualquier distribución en Columna semirrecta (tipo supermercado) Columna de sección variable Columna recta.

DESVENTAJAS_- A medida que crece el número de

pisos, son de mayores dimensiones las vigas y columnas. Debido a la necesidad de resistir cargas laterales en las caras.

- Para edificios de gran altura, no conviene económicamente. El sobrepeso que hay que pagar para resistir las cargas horizontales es considerable. No es posible fiar un límite general para el número de pisos que es económicamente conveniente estructurar con marcos. En zonas poco expuestas a sismos o huracanes este límite se encuentra en poco más de 20 pisos. En zonas de alto riesgo sísmico es probablemente menor de 10 pisos.

- Rigidizar un marco ante cargas laterales, colocar en algunas de sus crujías un contraventeo diagonal obligarlos a algún muro de rigidez de mampostería (para edificios no muy altos) o de concreto.

LOSA TRABE - COLUMNA


4. SISTEMA DE PORTICOS RESISTENTE A MOMENTOS_

Está formado por vigas y columnas, conectados entre sí por medio de nodos rígidos, lo cual permite la transferencia de los momentos flectores y las cargas axiales hacia las columnas. La resistencia a las cargas laterales de los pórticos se logra principalmente por la acción de flexión de sus elementos.

VENTAJAS_

- Gran libertad en la distribución de los espacios internos del edificio.

- Son estructuras muy flexibles que atraen pequeñas solicitaciones sísmicas.

- Disipan grandes cantidades de energía gracias a la ductilidad que poseen los elementos y la gran hiperestaticidad del sistema.

CARACTERISTÍCAS_

- El comportamiento y eficiencia de un pórtico rígido depende, por ser una estructura híper estática, de la rigidez relativa de vigas y columnas. Para que el sistema funcione efectivamente como pórtico rígido es fundamental el diseño y detallado de las conexiones para proporcionarle rigidez y capacidad de transmitir momentos.

DESVENTAJAS_El sistema en general presenta una baja

resistencia y rigidez a las cargas laterales.- Su gran flexibilidad permite grandes

desplazamientos lo cual produce daños en los elementos no estructurales.

- Es difícil mantener las derivas bajo los requerimientos normativos.

- Por su alta flexibilidad, el sistema da lugar a períodos fundamentales largos, lo cual no es recomendable en suelos blandos.

- El uso de este sistema estructural estálimitado a estructuras bajas o medianas. Ya que a medida que el edificio tenga más pisos, mayores tendrían que ser las dimensiones de las columnas, lo cual puede hacer el proyecto inviable económica y arquitectónicamente.

- Económicamente no se puede fijar un límite de altura generalizado para los edificios con sistemas de pórticos rígidos, pero se estima que en zonas poco expuestas a sismos el límite puede estar alrededor de 20 pisos. Y para zonas de alto riesgo sísmico ese límite se tiene que encontrar en alrededor de 10 pisos.

TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALESTIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES5. CAJÓN O MURO_Se conoce como sistema tipo cajón o tipo túnel a los

arreglos entre placas verticales (muros), las cuales funcionan como paredes de carga, y las placas horizontales (losas). Este sistema genera gran resistencia y rigidez lateral, pero si la disposición de los muros se hace en una sola dirección o se utiliza una configuración asimétrica en la distribución de los muros, se generan comportamientos inadecuados que propician la posibilidad del colapso.

VENTAJAS_- Constructivamente es rápido de

ejecutar, ya que se utilizan encofrados de acero con forma de “U Invertida” que dispuestos en el sitio permiten vaciar los muros y las losas de manera simultánea. Se puede llegar a construir un nivel de 1200 m2 cada 3 días.

- Por el tipo de encofrado, el sistema permite que se construyan varios edificios simultáneamente, ya que mientras un edificio se va desencofrando, se puede ir encofrando el otro y así cumplir con los tiempos de fraguado del concreto.

- Comparado a un sistema aporticado tradicional, el sistema Tipo Túnel puede costar entre un 25 a 30% menos. Además de su rápida ejecución, el hecho de ya tener muros permite un ahorro en costos en la construcción de las paredes de bloques y el friso de las mismas.

- Es un sistema que bien configurado es poco propenso al colapso, ya que ofrece gran resistencia a los esfuerzos laterales.

- Como es un sistema muy rígido, donde casi no se producen desplazamientos laterales, los elementos no estructurales no sufren daños considerables.

- Termina siendo una estructura mucho más liviana que el sistema aporticado, y gracias a su rigidez lateral se pueden llegar a construir edificios de más de 30 pisos de altura.

CARACTERISTÍCAS_- Lograr que se a lo suficientemente resistente

para soportar las cargas que le son transmitidas por los elementos que soportan, como cubiertas, entrepisos, otros muros superiores, entre otros.

- Se debe tener en cuenta, el espesor del muro, la calidad de los materiales con que se construye, la altura y el tipo de carga que soportará. Los muros de carga reciben y transmiten las cargas de forma lineal.

- El material con que son construidos, pueden ser de hormigón armado, piedras naturales, ladrillos de barro y bloques de mortero. Estos últimos son los más usados, debido al alto costo de los de hormigón, y las piedras están en desuso. Cuando los muros de carga se construyen de ladrillos, tienen espesores del largo de un ladrillo (citaron), o sea, unos 0,25 m, aunque para cargas ligeras se emplea la forma de citara, teniendo entonces el ancho que es de 0,12 m. Cuando es de bloques, el espesor será de 0,20 m que es el ancho estándar de un bloque. Tanto en un caso como en el otro, los elementos se unen entre sí con una mezcla aglutinante de cemento, arena y recebo, o de cemento, cal y arena, o de cemento y arena.


DESVENTAJAS_

- Por ser un sistema que posee gran rigidez, estará expuesto a grandes esfuerzos sísmicos, los cuales tienen que ser disipados por las fundaciones, esto significa que debe estar sustentado por un suelo con gran capacidad portante.

- Por poseer losas de delgado espesor, la longitud de los ramales de instalaciones de aguas servidas es limitada. En algunos casos se tiene que llegar a aumentar el espesor de la losa donde van ubicados los baños para poder cumplir con las pendientes.

- Por la continuidad de los muros en toda su longitud, existirán grandes limitaciones en cuanto a la distribución de los espacios internos de cada planta, por lo que su uso principal es de viviendas multifamiliares u hoteles.

- Generalmente se requiere en la planta baja mayores espacios libres, ya sea para estacionamientos o en el caso de un hotel para el lobby. Como no se puede aumentar el espesor de la losa, debido al encofrado, se tiene que implementar el uso de losas post-tensadas, pero esta técnica no es aplicada en Venezuela.

- Puede llegar a ser un sistema muy vulnerable si la configuración estructural no posee líneas de resistencias en las dos direcciones ortogonales. Por lo cual es muy importante que exista una interacción entre Arquitecto-Ingeniero al momento de realizar el proyecto.

SITEMA TIPO TUNEL


6. SISTEMA DUALMARCOS RÍGIDIZADOS_

Es un sistema mixto de pórticos reforzados por muros de carga o diagonales de arriostramiento. En este sistema los muros tienden a tomar una mayor proporción de los esfuerzos en los niveles inferiores, mientras que los pórticos pueden disipar energía en los niveles superiores.

DESVENTAJAS_El problema que posee este

sistema estructural es que hay que ser muy cuidadoso en cuanto a la configuración de los elementos rígidos, ya que tienen una extrema diferencia de rigidez comparado a los pórticos y esto puede causar concentraciones excesivas de esfuerzos en algunas zonas del edificio y una mala distribución de cargas hacia las fundaciones.

CARACTERISTÍCAS_- Se genera una estructura con una

resistencia y rigidez lateral sustancialmente mayor al sistema de pórticos, lo cual lo hace muy eficiente para resistir fuerzas sísmicas. Y siempre y cuando haya una buena distribución de los elementos rígidos, también se puede obtener las ventajas del sistema aporticado, en cuando a su ductilidad y distribución de espacios internos.

- Se debe ser muy cuidadoso al momento de diseñar el sistema, ya que la interacción entre el sistema aporticado y el de muros es compleja. El comportamiento de un muro esbelto es como el de una viga de gran altura en voladizo, y el problema de interacción se origina porque el comportamiento que tendría un sistema aporticado sería muy distinto al de un muro de concreto.

CON MUROS DE CONCRETO ARMADO

CON NÚCLEOS

CON ARRIOSTRAMIENTOS LATERALESVENTAJAS_

- Se utiliza cuando en el edificio se tienen fuerzas de distintos tipos: por compresión, flexión contracción.

- Usado para proyectos con características especiales, como grandes volados o cargas concentradas en ciertos puntos.

- También se utiliza en regiones sísmicas.

PERFILES METPERFILES METÁÁLICOS ESTRUCTURALESLICOS ESTRUCTURALES

Son aquellos productos laminados, fabricados usualmente para suempleo en estructuras de edificación, o de obra civil.

TIPOS_

• Perfil T: es un prisma mecánico, frecuentemente fabricado en acero laminado cuya sección tiene forma de T. También pueden construirse vigas de hormigón con sección en T, con resistencia similar a las sección cuadrada maciza pero con ahorro de material.

• Perfil doble T: es un perfil laminado o armado cuya sección transversal está formada por dos alas y un alma de unión entre ellas. Generalmente se usan como vigas de flexión, cuando los esfuerzos de torsión son pequeños.

Existen diversos tipos de perfil doble T normalizado los más importantes:

• Perfil IPN: Perfil con sección en forma de I, de acero laminado estructural, cuya altura es mayor que la anchura de las alas, inclinadas unos 14° con respecto al alma, de bordes interiores redondeados y aristas en el exterior; empieza a ser reemplazado por el perfil europeo o perfil IPE. También llamado perfil europeo, perfil IPE, perfil normal..

• Perfil IPE: Perfil, con sección en forma de I, de acero laminado estructural, cuya altura es mayor que la anchura de las alas, inclinadas unos 14 grados con respecto al alma de bordes interiores redondeados y aristas en el exterior; empieza a ser reemplazado por el perfil europeo o perfil IPN. También llamado perfil europeo, perfil IPN, perfil normal.

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PERFILES METPERFILES METÁÁLICOS ESTRUCTURALESLICOS ESTRUCTURALES

• Perfil HE: es un tipo de perfil laminado cuya sección transversal tiene forma de doble T, con alas más anchas que un perfil doble T de tipo IPN o IPE. Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas entre sí y perpendiculares al alma, por lo que las alas tienen espesor constante. Las uniones entre las caras del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Además, las alas tienen el borde con aristas exteriores e interiores vivas, comprenden las tres series siguientes: Serie normal: HEB; Serie ligera: HEA; Serie pesada: HEM.

Perfiles No Ramificados:

• Perfil UPN: Perfil con sección en forma de U del acero laminado estructural cuyas las alas están inclinadas un 8% con respecto al alma; a continuación de las letras la altura del perfil viene especificada en mm. También llamado perfil U normal.

• Perfil L: es un tipo de producto laminado cuya sección tiene forma de ángulo recto, con las alas de igual o distinta longitud. Las caras de éstas son paralelas entre sí, y la unión de las caras interiores está redondeada. Las alas tienen el borde exterior con aristas vivas, y el interior redondeado. También existen perfiles L soldados. Se sueldan dos placas rectangulares para formar una L. También existen perfiles L plegados.

• Perfil LD: Perfil de acero cuya sección transversal tiene forma de ángulo recto, de alas desiguales en cuanto a longitud, designadas con las letras LD seguidas de las medidas de sus lados y espesor en mm. También llamado perfil angular de lados desiguales, perfil de lados desiguales.

CARPINTERCARPINTERÍÍA META METÁÁLICALICASe le denomina así a los profesionales

que se dedican a la fabricación y comercialización de productos metálicos, como acero y aluminio extruido, 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, de seguridad, cajones de registro laminados, y de rotura de puente térmico, contraventanas de lamas orientables, mosquiteras, accesorios de accionamiento, rejas de hierro y forjado artístico, entre otros.

MANIPULACIÓN Y MONTAJE_

- Transporte, acristalamiento y técnicas de acabado. Anodizado. Transporte y protección del material.

- Técnicas de acabado y anodizado. Acristalamiento.- Requisitos técnicos para el acristalamiento.- Resistencia mecánica. Aislamiento térmico. El

acristalamiento (principio de independencia, principio de estanqueidad, compatibilidad, fijación, elementos a tener en cuenta a la hora de acristalar: bastidor, galce, junquillos, galce de ranura, calzos).Fijación del acristalamiento (la fijación mecánica, fijación mediante silicona estructural, herrajes, doble acristalamiento. Condiciones generales para la fijación (resistencia mecánica, compatibilidad entre los materiales empleados, estanqueidad al aire y al agua, comportamiento térmico y acústico, antivibraciones). Sistemas más usuales de colocación (sistema convencional, mediante adhesivos, atornillado o grapado, integrado en elementos prefabricados, por soldadura a la estructura, normas relativas a la colocación de cercos).

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MATERIAES USADOS_

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-perfiles en U. Perfiles en T. Perfiles en H. Cuadradillos.

A todos los materiales les debe ser de aplicación las Normas locales, u homologación internacional; como la normativa ISO, DIN y ASA.

PERFILES DE ALUMINIO EXTRUIDOS PARA FABRICAR

VENTANAS

CERCHAS METCERCHAS METÁÁLICASLICAS44Son estructuras reticuladas, usadas

en cubiertas que soportan grandes cargas o que cubren vanos extensos (más de 5 metros). 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. Por su geometría y tipo de cargas actuantes soporta solamente fuerzas de tracción y de compresión.

Tipos de cercha

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 una 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.

VENTAJAS_- Soportan cargas altas.- Amplios en su interior y esto los

hace que se adapten a procesos industriales pesados.

- De montaje fácil y rápido ya que sus elementos estructurales principales son prefabricados.

- Costos de demolición son bajos.- Por ser del tipo prefabricado sus

elementos principales (vigas, techo y tabiques) pueden ser vendidos en un momento determinado.

DESVENTAJAS_- Aunque el acero es un material

incombustible cuando se le somete al fuego directo y continuo, disminuye su resistencia y se deforman los elementos con probables defectos destructivos. Este riesgo es posible disminuirlo mediante la instalación de rociadores suspendidos, los cuales se accionan a una temperatura predeterminada.

- Son estructuras susceptibles a la vibración, lo cual trae como consecuencia una instalación ruidosa.

- Su costo de mantenimiento es alto.

MALLAS ESPACIALESMALLAS ESPACIALES

Son sistemas formados por un gran número de barras, de longitud pequeña, unidas entre sí por sus extremos, dando lugar a una red tridimensional. Se generan por repetición de un elemento geométrico, y se usa el triángulo por ser la forma más rígida que puede obtenerse en el plano. Particularmente son útiles para cubrir luces importantes, siendo su material básico el acero.

TIPOS_Las mallas espaciales

pueden clasificarse en dos grandes grupos en función del número de capas que las forman:

1. Mallas formadas por una sola capa.

Constituyen superficies estructurales tridimensionales. Del mismo modo las mallas obtienen su resistencia a través de su geometría espacial, por lo que suelen estar plegadas o curvadas. Con una sola curvatura suelen formar bóvedas y con dos curvaturas superficies sin clásticas (cúpulas) o anticlásticas (paraboloide). Estas mallas se distinguen entre sí según la retícula que las forma, pudiendo trabajar independientemente o conjuntamente con el revestimiento.

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2. Mallas formadas por dos o más capas Se generan añadiendo unidades

espaciales de tipo piramidal (poliedros formados al unir dos emparrillados mediante diagonales) o bien conectando dos mallas planas paralelas mediante elementos situados en planos verticales. Al contrario que las de una capa presentan resistencia a la flexión producida por las cargas exteriores, por lo que no necesitan curvarse. Suelen ser:

- Mallas directas o trianguladas: las dos mallas son idénticas y están situadas exactamente una sobre la otra, formando mallas cuadradas bidireccionales paralelas o inclinadas respecto a los bordes o bien mallas con elementos triangulares superpuestos sin desplazamiento.

- Mallas espaciales compensadas o diferenciales: Mallas bidireccionales cuadradas compensadas, capas iguales pero compensadas entre sí, ejemplo, cuadrado sobre cuadrado, o modificaciones como aperturas en ambas mallas resultando una malla cuadrada sobre otra cuadrada grande.

MALLA DIRECTA O TRIANGULADA

MALLA ESPACIALES COMPENSADAS

MALLA DE 1 SOLA CAPA

LOSA ACEROLOSA ACERO

LOSA ACERO_

Es una lámina de alma de acero acanalada galvanizada con nervaduras transversales para usar como losa de entrepiso o techo. Esta fabricada con acero estructural galvanizado en ambas caras, bien galvanizado y PRE pintado en la parte expuesta o inferior de la losa.

VENTAJAS_

- Reduce considerablemente los costos por requerir de menor cantidad de párales para apoyarse, menor cantidad de refuerzo adicional y facilidad de fundición, entre otros.

- Excelente resistencia estructural

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

- En la mayoría de los proyectos se elimina el uso de puntales, reduciendo costos de instalación

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

- Se instala de forma rápida y limpia

- Permite el colado simultáneo en diferentes niveles, incrementando de esta manera el rendimiento de instalación

- Sencillez y economía en su instalación al disminuir considerablemente la mano de obra requerida.

- Alta capacidad de soportar cargas

- Baja cantidad de empalmes por fabricarla del largo requerido

- Fijación en sus valles- Rapidez en instalación y

fundición de la losa

LOSACERO

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CARACTERISTÍCAS_

- Posee una alta resistencia estructural debido a su troquel trapezoidal y alto de 6.00 centímetros que le permite una alta capacidad para resistir cargas, pero sobre todo por su adecuada distribución de refuerzos para cubrir cargas.

- Esta lámina sirve de formaleta al momento del armado y fundición del concreto, además es el refuerzo principal de acero durante la vida útil de la losa.

- Con esta lámina es posible colocar apoyos con una mayor separación que las losas tradicionales manteniendo altas cargas de diseño. Posee un ancho total de 1.00 metros y un ancho útil de 0.95 centímetros; puede fabricarse a la medida por lo que reduce costos por concepto de traslapes, necesidad de pocos apoyos y rapidez de instalación.

- El acero utilizado para esta lámina es estructural grado 37 mínimo, con un límite de fluencia de Fy = 37 ksi (2.7 N/mm2), de acuerdo a lo especificado en la norma ASTM A653 para lámina galvanizada.

LOSA ACEROLOSA ACERO

Este es un sistema muy versátil que se puede aplicar para muchas tipologías siendo una excelente opción para soportar grandes claros, y hacer losas con un espesor mínimo, además que su instalación es rápida, pero todo queda en “tú” criterio para tomar las mejores soluciones estructurales de acuerdo al problema planteado.

Los claros máximos son de 12m y los mínimos de 5 m.

Este sistema puede o no tener puntales, además que su proceso constructivo es muy rápido y la mano de obra no es especializada, lo que ayuda a disminuir el costo de este concepto arquitectónico.

PROCESO CONSTRUCTIVO_

- Revisión de la Estructura.- Selección de Losa acero de acuerdo a: tabla de cargas y

sobrecargas admisibles.- Armar la losa acero- Vaciar el concreto hasta alcanzar la altura determinada.- Malla electro soldada.- Recibir el acabado.

USO Y APLICACIONES_

Tiene un amplio uso, su principal es la realización de entrepisos para edificaciones, puentes, estacionamientos, techos para viviendas unifamiliares, bodegas, colegios, centros comerciales, oficinas, parques, en generalmente, en construcciones con grandes claros entre apoyos

La losa de acero es versátil al permitir su colocación sobre apoyos de metal o bien de concreto.

MEMBRANAMEMBRANA

MEMBRANA_

Las membranas arquitectónicas son estructuras elaboradas con postes, cables y textiles tensionados que permiten diseños de gran variedad y belleza y pueden utilizarse como cubiertas y cerramientos en estadios, coliseos, parques, centros comerciales, aeropuertos, plazoletas de comidas, terminales de transporte, instalaciones deportivas y centros recreativos. Las membranas arquitectónicas son completamente diferentes a cualquier otra solución de cubiertas, tanto técnica como funcionalmente. A partir de cuatro formas básicas -plana, cóncava, convexa y la parábola hiperbólica-se obtienen gran cantidad de configuraciones geométricas, a las cuales se agregan características físicas poco comunes para lograr estructuras únicas.

66 CARACTERISTÍCAS_

Las membranas arquitectónicas tienen muchas cualidades técnicas y estéticas:

- Permiten ilimitadas posibilidades de diseño.- Se pueden instalar en todos los climas- Producen ahorros en cimentación y estructura porque son

muy livianas.- Son de larga duración y fácil mantenimiento.- No se manchan fácilmente.- La iluminación interna genera reflejos nocturnos muy

especiales.- Son translúcidas.- Evitan que pase el calor y mantienen ambientes

confortables en clima cálido.- Permiten ahorros de energía en iluminación y

climatización.- Su mantenimiento apropiado a la estructura es

limpiándola periódicamente e inspeccionando en detalle las tensiones en el sistema de cables para verificar que no haya pérdidas de tensionamiento que afecten el buen comportamiento de la estructura.

- El costo varía pues depende de variables tales como el diseño, la forma, el tipo de textil utilizado y otras. Por otro lado, el incremento en las luces no produce necesariamente un aumento en los costos, a diferencia de lo que sucede con las estructuras convencionales.

MEMBRANAMEMBRANA

MATERIALES_Materiales de cubierta

Los textiles pueden ser importados o de fabricación nacional. Las diferentes alternativas son:

- Tejido en fibra de vidrio recubierto con Teflón o con silicona: Este material de color blanco-crema es importado, tiene una vida útil superior a 30 años, resiste muy bien el medio ambiente, es traslúcido y tienen excelente resistencia al ataque de los rayos ultravioleta.

- Tejido en poliéster recubierto con PVC: Es importado y viene en una gran variedad de colores, tiene una vida útil de más de 20 años, permite el paso de la luz y tiene una capa antiadherente para protegerlo de la polución.

- Tejido en poliéster recubierto con PVC - Nacional: Se utiliza principalmente para carpas publicitarias. Su comportamiento ante el medio ambiente es bueno y su vida útil es de 3 a 5 años. Se produce en varios colores.

Materiales de soporte

La estructura de soporte de las membranas arquitectónicas está compuesta por:

- Cables: Dependiendo de la complejidad del diseño se pueden utilizar cables de acero del tipo usado para poste tensado o cables galvanizados del tipo que se usa en puentes.

- Postes: Generalmente tubos circulares de acero o en celosía.

- Platinas de anclaje: Platinas de acero comerciales de calidad ASTM A-36. La soldadura es E70xx y la tornillería es de calidad SAE grado 5. También se utilizan platinas de aluminio para los bordes de la membrana.

CONCRETO ARMADOCONCRETO ARMADO

ESTRUCTURA DE HORMIGÓN O CONCRETO ARMADO_

Están constituidos por hormigón y barras de acero (cabillas) que son el refuerzo. Su función principal es resistir esfuerzos de compresión, y la del refuerzo, soportar fuerzas de tracción, pero ambos materiales trabajan como una unidad.

ESTRUCTURA DE HORMIGÓN

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.

ENCOFRADO DE MADERA PARA LA

FUNDICIÓN DE ESTRUCTURAS DE

HORMIGÓN

CARACTERISTÍCAS_

La estructura de hormigón armado está compuesta por diferentes materiales que trabajan en conjunto frente a la acción de las cargas a que está sometida, las cuales son:

- Acero: presente en las barras y mallas, en las Armaduras cumple la misión de ayudar a soportar los esfuerzos de tracción y corte a los que está sometida la estructura.

- Hormigón: tiene resistencia a la compresión, mientras que su resistencia a la tracción es casi nula. Tengamos en cuenta que un hormigón convencional posee una resistencia a la tracción diez veces menor que a la compresión.

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).

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MUROS PORTANTESMUROS PORTANTES

MUROS PORTANTES_

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

2. MURO DE MAMPOSTERÍA_ Constituyen una solución tradicional y como una solución eficaz, empleada en construcciones durante mucho tiempo a lo largo de la historia. Posee un espesor mayor a 40 cm, tiene una alta resistencia y por ello la limitación de la altura obedece mas a razones de estabilidad y asientos que a la capacidad portante del mismo. Su construcción se ha limitado por razones económicas, debido al requerimiento de mayor mano de obra, elevando sus costos.

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TIPOS_

1. MURO DE TAPIAL_ Están construidos a base de arcilla amasada y vertida dentro de encofrados; hoy día han caído en desuso. Fue un sistema de construcción difundido en zonas rurales, donde escaseaba el material pétreo. Sus construcciones alcanzaban hasta tres plantas y con espesores de muros del orden de los 50 cm. como mínimo.

3. MURO DE FÁBRICA DE LADRILLO_ Esta es la única estructura con muros portantes no armados de clara aplicación en la construcción, aunque tiene ciertas limitaciones. Es una estructura espacial, estructura de cajón. Esto significa que es indispensable arriostrar el conjunto, consiguiendo esto a través de la existencia de los muros transversales a los de carga.

El arriostramiento es imprescindible para la estructura a fin de resistir los esfuerzos horizontales que devienen de la acción del viento, empujes, movimientos sísmicos, etc.

Los esfuerzos horizontales que actúan perpendiculares al muro, deben trasmitirse a través de los forjados a los muros transversales, y de allí a las cimentaciones.

Por esta razón son necesarias las estructuras de muro de cajón.

MURO DE FÁBRICA DE LADRILLO

MURO DE TAPIAL

VIVIENDA CON MUROS CONFINADOS

MUROS DE MAMPOSTERÍA

MUROS PORTANTESMUROS PORTANTESVENTAJAS_

- Es un sistema que constructivamente es rápido de ejecutar, ya que se utilizan encofrados de acero con forma de “U Invertida” que dispuestos en el sitio permiten vaciar los muros y las losas de manera simultánea. Se puede llegar a construir un nivel de 1200 m2 cada 3 días.

- Por el tipo de encofrado, el sistema permite que se construyan varios edificios simultáneamente, ya que mientras un edificio se va desencofrando, se puede ir encofrando el otro y así cumplir con los tiempos de fraguado del concreto.

- Comparado a un sistema aporticado tradicional, el sistema Tipo Túnel puede costar entre un 25 a 30% menos. Además de su rápida ejecución, el hecho de ya tener muros permite un ahorro en costos en la construcción de las paredes de bloques y el friso de las mismas.

- Es un sistema que bien configurado es poco propenso al colapso, ya que ofrece gran resistencia a los esfuerzos laterales.

- Como es un sistema muy rígido, donde casi no se producen desplazamientos laterales, los elementos no estructurales no sufren daños considerables.

- Termina siendo una estructura mucho más liviana que el sistema aporticado, y gracias a su rigidez lateral se pueden llegar a construir edificios de más de 30 pisos de altura.

DESVENTAJAS_

- Por ser un sistema que posee gran rigidez, estará expuesto a grandes esfuerzos sísmicos, los cuales tienen que ser disipados por las fundaciones, esto significa que debe estar sustentado por un suelo con gran capacidad portante.

- Por poseer losas de delgado espesor, la longitud de los ramales de instalaciones de aguas servidas es limitada. En algunos casos se tiene que llegar a aumentar el espesor de la losa donde van ubicados los baños para poder cumplir con las pendientes.

- Por la continuidad de los muros en toda su longitud, existirán grandes limitaciones en cuanto a la distribución de los espacios internos de cada planta, por lo que su uso principal es de viviendas multifamiliares u hoteles.

- Generalmente se requiere en la planta baja mayores espacios libres, ya sea para estacionamientos o en el caso de un hotel para el lobby. Como no se puede aumentar el espesor de la losa, debido al encofrado, se tiene que implementar el uso de losas post-tensadas, pero esta técnica no es aplicada en Venezuela.

- Puede llegar a ser un sistema muy vulnerable si la configuración estructural no posee líneas de resistencias en las dos direcciones ortogonales. Por lo cual es muy importante que exista una interacción entre Arquitecto-Ingeniero al momento de realizar el proyecto.

LA MADERA COMO ELEMENTO ESTRUCTURALLA MADERA COMO ELEMENTO ESTRUCTURALLa madera, es el material por excelencia que se ha utilizado tanto en la industria como

en la construcción. Se pueden crear miembros estructurales tales como columnas y vigas. Desde un punto de vista estructural la madera es el producto de un proceso evolutivo de millones de años encaminado a soportar esfuerzos de flexión y compresión con el menor gasto energético posible.

Entre las características de las estructuras de madera se pueden encontrar aspectosfavorables y aspectos desfavorables. Si de alguna manera se tuvieran que concretar las limitaciones con las que se encuentra una estructura de madera podrían citarse las siguientes:

- El comportamiento de la madera en dirección perpendicular a la fibra es del orden de diez a treinta veces menos eficaz que en dirección paralela. Esto implica directamente a la resolución de los detalles constructivos y de las uniones.

- En las uniones se producen concentraciones de tensiones que con frecuencia dan lugar a tensiones perpendiculares a la fibra. Especial atención merecen las tracciones perpendiculares ala fibra en zonas cercanas a los bordes de las piezas, tanto caras como testas. La inestabilidad dimensional de la madera por efecto de los cambios de humedad puede ser una limitación en determinados elementos estructurales y en determinadas localizaciones

En la actualidad la utilización de la madera en la construcción, en particular como material estructural, está asistiendo a un resurgimiento importante. La primera aplicación es la de la madera aserrada. La construcción tradicional está siendo muy empleada en viviendas unifamiliares y en locales públicos en los que se valora la madera por su estética y confort. En rehabilitación y restauración de edificios antiguos se vuelve a recuperar la madera aserrada como elemento estructural, respetando en la medida de lo posible las estructuras existentes o sustituyendo las piezas originales por otras similares. La industria, por otro lado, ha desarrollado productos derivados de la madera con unas cualidades estructurales muy ventajosas a un precio competitivo. Entre ellos merecen especial atención la madera laminada y los tableros entre otros productos tesis estructurales derivados. Existe gran variedad de productos, ninguno de ellos es objeto de este texto, pero en el fondo vienen a revelar que la madera tiene unas ventajas que hay que saber aprovechar, que el campo de aplicación es muy amplio y que presenta unas muy buenas perspectivas técnicas y de mercado. La madera tiene características muy convenientes para su uso como material estructural, adiferencia de otros materiales tiene resistencia a tensión superior a la de compresión. Su comportamiento es relativamente frágil en tensión y aceptablemente dúctil en compresión. Los elementos estructurales de la madera son vigas, columnas, techos, pisos o para la realización de estructuras portantes de un edificio, como por ejemplo techos, paredes, escaleras, entre otros.

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