trabajo de sistemas estructrurales
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Alumna: Milagro Atacho R.
C.I. 7.400.347
Facultad: Arquitectura
Asignatura: Proyecto de
Estructura
Prof.: Zhedily Guedez
Sistemas Estructurales
Los sistema estructural constituye el soporte básico,
el armazón o esqueleto de la estructura total y este
transmite las fuerzas actuantes a sus apoyos de tal
manera que se garantice seguridad, funcionalidad y
economía.
Ser resistente, para que soporte sin romperse el efecto de las fuerzas a las que se encuentra sometida.
Ser rígida, para que lo haga sin deformarse.
Ser estable, para que se mantenga en equilibrio sin volcarse ni caerse.
Funciones estructurales específicas como: resistencia a la compresión o tensión, para cubrir luces
horizontales o verticales, etc.
Condiciones de uso, función, forma y escala.
Limitaciones de forma y escalar estable, para que se mantenga en equilibrio sin volcarse ni caerse.
Definición:
Características:
Tipos de Sistemas Estructurales
1-.Sistema cuyos elementos principales trabajan a tracción o compresión simples, tales como los cables, arcos,
cerchas planas y espaciales.
2-.Sistemas cuyos elementos trabajan a flexión, corte y compresión, tales como las, vigas, dinteles, pilares,
columnas y pórticos.
3-.Sistemas cuyos elementos se encuentran en estado de tensión superficial, tales como los entramados, placas
membranas y cáscaras
Los sistemas estructurales se agrupan en las siguientes categorías
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Tipos de Sistemas Estructurales
1-.Estructuras de acero
2-.Estructuras de hormigón armado
3-.Estructuras de madera
Atendiendo al material de construcción, pueden ser:
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Tipos de Sistemas Estructurales
Son las que los elementos soportantes, tanto verticales (columnas), como horizontales (vigas), son de perfiles
de acero laminado, como angulares, canales, vigas I, etc.
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.
Las estructuras de acero se fabrican con piezas de perfiles de acero ensambladas
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.
Estructuras de acero Definición y Características
Ventajas y Desventajas
Tipos de Sistemas Estructurales
Los miembros del hormigón 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.
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.
Estructuras de hormigón armado Definición y Características
Ventajas y Desventajas
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).
Tipos de Sistemas Estructurales
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 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
Estructuras de Madera Definición y Características
Ventajas y Desventajas
Desventajas
Combustibilidad
Mantenimiento
Perfiles Metálicos Estructurales y de
Carpintería metálica
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
Perfiles Metálicos Estructurales
Perfiles Metálicos Estructurales y de
Carpintería metálica
Carpintería Metálica
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.
Cerchas Metálicas y Mallas Espaciales
Una cercha es una estructura triangulada, de sección variable, que aprovecha al máximo el material del que esta
compuesta, minimizando los esfuerzos de la barras y respondiendo de manera muy eficiente a su función.
Las cerchas pueden ser construidas en diversidad de materiales tales como acero, aluminio, etc. La cercha
originaria era, y durante siglos continuo siendo, de madera, hasta la revolución industrial, la que permitió con los
avances tecnológicos dio el salto al uso de acero que se a transformado en un gran material estructural, con gran
extensión de uso y grandes prestaciones.
Se clasifican en:
Planas: se componen de miembros situados en el mismo plano y se usan a menudo para puentes y techos .
Espaciales: Tienen miembros en tres dimensiones y son apropiadas para grúas y torres.
Cerchas Metálicas
Mallas planas y espaciales
Cerchas Metálicas y Mallas Espaciales
Tipos de cerchas:
Cercha Howe: está compuesta por montantes verticales entre el cordón superior e inferior. Las diagonales se
unen en sus extremos donde coincide un montante con el cordón superior o inferior. Con esa disposición las
diagonales están sometidas a compresión, mientras que los montantes trabajan a tracción. Generalmente usada
para techumbres. Puede cubrir luces de hasta 27 ó 30 m
Cercha Warren : Si se utiliza en gran escala, ofrece la ventaja de que proporciona un máximo de espacio abierto
libre para la inclusión de los elementos de servicio. Se caracteriza porque forma una serie de triángulos isósceles,
de manera que todas las diagonales tienen la misma longitud. Puede cubrir luces de hasta 90 m y más.
Cercha Pratt: A diferencia de una celosía Howe, aquí las barras están inclinadas en sentido contrario, de manera
que las diagonales están sometidas a tracción mientras que las barras verticales están comprimidas.
Generalmente usada para techumbres.
Cerchas Metálicas
Tipos de Cercha
Cerchas Metálicas y Mallas Espaciales
Es el sistema formado por barras articuladas para cubrir techos y grandes claros de aproximadamente 30 metros.
El vector activo elimina el momento de carga porque utiliza articulaciones llamadas nodos. El nodo da origen a
las armaduras.
Mallas Espaciales
Losa Acero
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.
Usos:
El losacero encuentra sus aplicaciones más importantes en la realización de entrepisos para edificaciones,
ampliaciones y mezzaninas, puentes, estacionamientos, techos para viviendas unifamiliares.
Losa Acero
Membranas
Una membrana es una hoja de material tan delgada que para todo fin práctico, puede desarrollar solamente tracción.
Algunos ejemplos de membrana constituyen un trozo de tela o de caucho. En general, las membranas deben
estabilizarse por medio de un esqueleto interno o por pre-tensión producido por fuerzas externas o presión interna. El
pretensado permite que una membrana cargada desarrolle tensiones de compresión hasta valores capaces de
equilibrar las tensiones de tracción incorporadas a ellas.
Membranas
Concreto Armado. Muro Portantes
Una estructura de hormigón armado está formada : de hormigón (cemento portland, arena y pedregullo o canto
rodado) y de una armadura metálica, que consta de hierros redondos, la que se coloca donde la estructura
debido a la carga que soporta está expuesta a esfuerzos de tracción.
En cambio, se deja el hormigón solo, sin armadura metálica, donde este sufre esfuerzos de compresión.
Tal disposición de los dos materiales (hormigón y hierro) está basado en el hecho de que el hormigón resiste de
por sí muy bien a la compresión (hasta 50 Kg. por cm², siendo que el hierro presenta una gran resistencia a la
tracción, de I000 a 1200 Kg. Por cm: y más). 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.
Concreto Armado- Hormigón Armado
Concreto Armado. Muro Portantes
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.
También se le 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.
Muros Portantes
Ventajas:
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.
Es un sistema que bien configurado, 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.
Concreto Armado. Muro Portantes
Muros Portantes
Desventajas:
Por ser un sistema que posee gran rigidez, estará expuesto a grandes esfuerzos sísmicos, los cuales 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.
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.
La Madera como elemento
estructural
Madera
La madera es un material estructural tecnológicamente muy avanzado con unos productos derivados de esta que
han permitido ampliar su campo de aplicación y mejorar sus beneficios, (madera maciza, bilaminada, trilaminada,
laminada, microlaminada, tableros, etc.).
El ámbito de aplicación comprende desde las cubiertas tradicionales hasta complejas estructuras espaciales,
mediante proyectos de nueva planta y obras de rehabilitación.
Por otra parte, para la producción de madera estructural se requiere reducidas cantidades de energía y
generalmente se utilizan biocombustibles como fuente de energía, de manera que el consumo de combustibles
fósiles es muy bajo.
Los elementos estructurales de madera constituyen un sumidero de dióxido de carbono, el cual se mantiene
almacenado durante muchos años contribuyendo así a mitigar el efecto invernadero y evitar el cambio climático.
Así mismo podemos decir 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.
La Madera como elemento
estructural
Madera
Podemos anexar que la madera también presenta ventajas estéticas y la calidez de su aspecto hace que se trate
de un material deseado en todos los ambientes. Además, genera una sensación de confort y bienestar debido al
hecho de que se trata de un material higroscópico que absorbe y expulsa agua contribuyendo a regularizar la
humedad ambiental.
Posee resistencia a tensión superior a la de compresión, aunque esta última es también aceptablemente elevada.
Su buena resistencia, su ligereza y su carácter de material natural renovable constituyen las principales cualidades
de la madera para su empleo estructural.
En algunos países el uso estructural de la madera es muy difundido y se cuenta con una clasificación estructural
confiable; en otros su empleo con estos fines es prácticamente inexistente y es difícil encontrar madera clasificada
para fines estructurales.
Moderna oficina en madera