SISTEMAS ESTRUCTURALES

Tutor:Ing. Héctor Márquez

Alumno:Williams RojasC.I.: 20105155

SISTEMAS ESTRUCTURALES:

Un sistema estructural deriva su carácter único de cierto numero de consideraciones; consideradas por separados, son las siguientes:

•Funciones estructurales especificas resistencia a la compresión, resistencia a la tensión; para cubrir claros horizontales, verticalmente; en voladizo u horizontal.•La forma geométrica u orientación•El o los materiales de los elementos•La forma y unión de los elementos•La forma de apoyo de la estructura•Las condiciones especificas de carga•Las consideraciones de usos impuestas•Las propiedades de los materiales, procesos de producción y la necesidad de funciones especiales como desarmar o moverExisten características para calificar los sistemas disponibles que satisfagan una función especifica. Los siguientes puntos son algunas de estas características:

•ECONOMÍA•NECESIDADES ESTRUCTURALES ESPECIALES•PROBLEMAS DE DISEÑO•PROBLEMAS DE CONSTRUCCIÓN

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES

ESTRUCTURAS MACIZAS: Son aquellas en las que la resistencia y la estabilidad se logran mediante la masa, aun cuando la estructura no se completamente sólida.

ESTRUCTURAS RETICULARES: Consiste en una red de elementos ensamblados

ESTRUCTURAS SUPERFICIALES: Pueden tener alto rendimiento debido a su función doble como estructura y envolvente, pueden ser muy estables y fuertes.

Tipos de sistemas estructurales

Básicamente tenemos cuatro tipos de sistemas estructurales:

1. Auto-soportantes: Es aquel sistema estructural que tiene la propiedad de garantizar que la carga aplicada sea soportada y luego transmitida. Entre estas estructuras tenemos: Torres, Puentes, Columnas, Etc.

2. Reticulados o marcos: Estos pueden ser

a. Marcos estables en su exterior: Articulados: Transmiten fuerzas y carga axial, no pueden girar y tienen mayor desplazamientos.

Rígidos: Tienen la capacidad de girar y transmitir momentos, además de transmitir los cortantes y cargas axiales por tener mayor capacidad de carga.

b. Marcos arriostrados o estables en su exterior e interior: Se introducen elementos que trabajan bajo carga axial a tensión y a compresión para disminuir aun mas el desplazamiento lateral.

3. Cajón o muros: básicamente el sistema estructural esta compuesto por elementos de área, en pocas palabras podemos decir que se desarrollara una resistencia a cortante utilizando armónicamente los

muros y las losas como elementos colectores y distribuidores. El único problema que no se pueden cubrir grandes claros sin utilizar arriostres laterales.

Tipos de muros de cortes:

a. Muros de madera: Esqueleto, su función es para garantizar la distribución del la carga en ambas direcciones. La cubierta absorbe la fuerza a cortante en los conectores (Clavos, Tornillos y Pernos),

recordemos que aquí es donde se presentan las falla y estas son por extracción de los mismos conectores.

b. Muros de mamposterías: Estos pueden ser de mampostería confinada o mampostería reforzada. Recordemos que este tipo de muros tiene su funcionalidad en la unión armónica de los bloques, el

mortero, el concreto y el acero pero esto varia según el sistema.

c. Muros de concreto reforzado: Es una combinación del concreto con el acero como refuerzo el cual estará trabajando a cortante las varillas horizontales y a flexión las verticales.

4. Sistemas combinados: Se utilizan es los grandes rascacielos, se combina la acción de los muros perimetrales y céntricos o núcleo con los marcos y entramados. Los marcos y entramados toman las cargas gravitacionales (Carga Viva y Muerta) y los muros las cargas laterales (Vientos y Sismos).

PERFIL METALICO

Los perfiles metálicos son aquellos productos laminados, fabricados usualmente para su empleo en estructuras de edificación, o de obra civil. Se distinguen:

• Perfil T

• Perfiles doble T• Perfil IPN• Perfil IPE• Perfil HE

• Perfiles no ramificados:• Perfil UPN• Perfil L• Perfil LD

CARPINTERIA METALICA

La carpintería metálica es un oficio en el que se utilizan metales para la fabricación de estructuras metálicas o artefactos para el cerramiento de viviendas u otros lugares como locales comerciales, tales como puertas, ventanas, muebles, accesorios, persianas, barandas, pasamanos, escaleras, entre otros.

Algunos de los productos de la carpintería metálica son: las escaleras metálicas con barandas en lamina alfajor para bodegas industriales, las cortinas enrollables en flejes metálicos con elevación manual o automática, las rejas en flejes enrollables, así como otros materiales de aluminio que combinan en la decoración y la construcción.

En los trabajos más comunes de carpintería metálica destacan la fabricación de puertas, ventanas, armarios, cierres y pasamanos en donde se utiliza el aluminio metálico en las diferentes cualidades de este metal de múltiples usos en materia industrial.

Mallas Espaciales

Una malla espacial (space frame) 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

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.

CERCHASEl principio fundamental de las cerchas es unir elementos rectos para formar triángulos. Esto permite soportar cargas transversales, entre dos apoyos, usando menor cantidad de material que el usado en una viga, pero con el inconveniente de que los elementos ocupan una altura vertical considerable

Como se ve en la figura anexa, la unión entre dos puntos puede hacerse con un arco lineal formado por dos elementos inclinados a compresión (figura a), restringidos por dos apoyos que le dan el empuje para que no se abran; el empuje horizontal puede reemplazarse por un tensor que una los dos elementos inclinados, con lo que se libera a los apoyos del empuje hacia fuera, figura (b). También puede soportarse la carga con dos tensores y un elemento horizontal a compresión, figura (c)..

Este caso es más escaso pues debe tenerse espacio libre debajo para desarrollar los tirantes. Esta disposición triangular permite soportar una carga fácilmente, con una deflexión muy pequeña si se la compara con la de una viga de igual luz. La viga permite sin embargo usar una altura transversal pequeña

Si las cargas se aplican exclusivamente en los nudos (figura b), como es lo usual, no se produce la flexión que se presenta (figura a) en los arcos cuando se aplican cargas concentradas. En cerchas de cubiertas en las cuales las cargas son livianas es común aceptar que las cargas no se apliquen en los nudos, pero deberá evaluarse la combinación de efectos de flexión y compresión. Flexión por cargas interiores vs. cargas en los nudos En general en las cerchas cuando se aplican las cargas en los nudos solo se presentan fuerzas internas de tipo axial que se reparten de manera semejante a lo presentado en las vigas; los miembros de la cuerda inferior están a tensión y los miembros de la cuerda superior a compresión.

Losacero

 Es una lámina corrugada de acero galvanizado estructural, perfilada 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.

• Ventajas:

• 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 10 cm de espesor )

• Se instala de forma rápida y limpia.

Membranas

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

 Concreto Armado

el concreto es la mezcla de piedras y mortero conocida también como hormigón. Cabe destacar que el mortero, por otra parte, es la mezcla de cemento, arena y agua.

El concreto es un material muy frecuente en la construcción ya que tiene la capacidad de resistir grandes esfuerzos de compresión. Sin embargo, no se desempeña bien ante otros tipos de esfuerzos, como la flexión o la tracción. Por lo tanto, el concreto suele utilizarse en conjunto con el acero, en un compuesto que recibe el nombre de hormigón armado.Es frecuente que al concreto se le añadan diversos aditivos para modificar sus características. Entre estos aditivos es posible mencionar a impermeabilizantes, colorantes y retardadores de fraguado, entre otros

Muros Portantes

un tipo de estructuras donde los elementos verticales resistentes son los muros, y no los pilares como en el caso de las estructura 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.

La Madera como elemento estructural

Si alguna propiedad de la madera como elemento estructural destaca entre otras es su gran eficacia estructural

La madera es un material noble que se ha venido utilizando en la construcción desde lo más remoto, como elemento puramente estructural para hacer una casa, o simplemente como parte de la ornamentación de la misma. Presenta unas cualidades muy valoradas hoy día

• Ahorro energético

• Respeto al medio ambiente

• La madera es un material totalmente reciclable

Como elemento de origen orgánico, la madera se encuentra sometida a una permanente interacción con los elementos del medio que la rodean. Esto supone que algunos aspectos se verá beneficiada pero en otros se verá perjudicada

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