sistemas estructurales

sistemas estructurales

1. Sistemas Aporticados

   • Sistemas Combinados y Duales
     • Es un sistema estructurales en el cual : Las cargas verticales son resistidas por un porticos no resistente a momentos, esencialmente completo, y las fuerzas horizontales son resistidas por muros estructurales o porticos con diagonales, o Las cargas verticales y horizontales son resistidas por un porticos resistente a momentos esencialmente completo, combinado con muros estructurales o porticos con diagonales
       • combinados
     • Es un sistema estructural resistente a momentos y sin diagonales, combinado con muros de carga o pórticos con diagonales, para que se le pueda clasificar como sistema Dual se deben cumplir los siguientes requisitos: - El pórtico resistente a momentos, sin diagonales y esencialmente completo debe ser capaz de soportar las cargas verticales. - Las fuerzas horizontales son resistidas por la combinación de muros de carga o pórticos con diagonales, con el pórtico resistente a momentos, el cual puede ser un pórtico de capacidad especial de disipación de energía (DES), cuando se trata de concreto reforzado o acero estructural, un pórtico con capacidad moderada de disipación de energía (DMO) de concreto reforzado, o un pórtico con capacidad mínima de disipación de energía (DMI) de acero estructural. El pórtico resistente a momentos, actuando independientemente, debe diseñarse para que sea capaz de resistir como mínimo el 25 % del cortante sísmico en la base. - Los dos sistemas se diseñan de
       • duales
   • Los elementos porticados, son estructuras de concreto armado con la misma dosificación columnas -vigas peraltadas, o chatas unidas en zonas de confinamiento donde forman Angulo de 90º en el fondo parte superior y lados laterales, es el sistema de los edificios porticados. Los que soportan las cargas muertas, las ondas sísmicas por estar unidas como su nombre lo indica-El porticado o tradicional consiste en el uso de columnas, losas y muros divisorios en ladrillo.
   • Es el sistema de construcción más difundido en nuestro país y el más antiguo. Basa su éxito en la solidez, la nobleza y la durabilidad.Un sistema aporticado es aquel cuyos elementos estructurales principales consisten en vigas y columnas conectados a través de nudos formando pórticos resistentes en las dos direcciones principales de análisis
   • El sistema porticado tiene la ventaja al permitir ejecutar todas las modificaciones que se quieran al interior de la vivienda, ya que en él los muros, al no soportar peso, tienen la posibilidad de moverse.- Sistema porticado posee la versatilidad que se logra en los espacios y que implica ladrillo. Este material aísla más el ruido de un espacio a otro.- El sistema porticado por la utilización muros de ladrillo y éstos ser huecos y tener una especie de cámara de aire, el calor que trasmiten al interior de la vivienda es mucho poco.
   • VENTAJAS
   • DESVENTAJAS
   • Este tipo de construcción húmeda es lenta, pesada y por consiguiente más cara. Obliga a realizar marcha y contramarcha en los trabajos.Ejemplo. Se construye la pared y luego se pica parte del muro para hacer las regatas de las tuberías)

2. Muros de Carga

   • Los muros de carga son paredes que cuentan con una función estructural. Estos elementos a parte de dividir dos espacios soportan el peso del edificio. Por este motivo, estas paredes deben respetarse y dejarlas intactas, de no ser así, esta acción podría repercutir gravemente en la estabilidad del edificio y la estabilidad del inmueble.
   • De acuerdo al 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. esfuerzos a que se someten los muros de carga. Cuando los muros de carga se construyen de ladrillos, tienen espesores del largo de un ladrillo (citarón), 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.
   • Debido al sistema de encofrado que tiene esta estructura, se pueden realizar varias construcciones de forma simultánea. Permite un mejor aprovechamiento de los espacios. La construcción de un muro portante de hormigón se ejecuta más fácilmente y en menor tiempo. Permite ahorrar en materiales de construcción. Un muro portante de hormigón ofrece una estructura más liviana y flexible. Generan una gran resistencia y rigidez. Una ventaja extra que se consigue con los muros portantes, es el aislamiento acústico y térmico.
   • VENTAJAS
   • Debido a la rigidez del muro, podría estar expuesto a cargas sísmicas si no se realiza una configuración estructural adecuada. Por contar con losas de delgado espesor se limita a las instalaciones de agua servidas. La continuidad del muro portante de hormigón restringe un poco la distribución interna de los espacios.
   • DESVENTAJAS

3. Arcos

   • El arco es una particular solución estructural que resiste las cargas que actúan sobre ella trabajando exclusivamente a compresión, minimizando todo lo posible los esfuerzos de flexión. Para ello, la forma del arco debe aproximarse a la del antifunicular del sistema de fuerzas. El arco permite el uso de materiales no resistentes a tracción, como la piedra o fábrica, que resisten bien a compresión y algo a esfuerzos cortantes. Esta forma de trabajo minimiza la cantidad de material a emplear, con el consiguiente ahorro.
   • 1 – Clave: es la dovela central que cierra el arco
     • 2 – Dovela
       • 3 – Trasdós
         • 4 – Imposta
           • 5 – Intradós
             • 6 – Flecha
               • 7 – Luz o vano
                 • 8 – Contrafuerte
   • El arco es en esencia una estructura de compresión utilizado para cubrir grandes luces. Un arco lleva una combinación de compresión y flexión debido a no puede cambiar su forma para los tipos de carga, por lo que el material a usar debe soportar algo de flexión además de la compresión que se genera por la forma curva.
     • Ventajas
   • La piedra y muchos materiales similares son fuertes en esfuerzos de compresión, pero poco resistentes a esfuerzos de tracción, por lo que, están diseñados para trabajar a compresión. La carga permanente es la usada para far forma al arco, así no produce momento por ser funicular a esta carga, el momento introducido es debido a la carga variable
     • desventajas
   • usos mas comunes
     • puentes
     • cubiertas

4. avobedados

   • Sistemas abovedados Con un origen hipotético en los primeros hornos de fundición, fue un sistema muy utilizado en Mesopotamia y la Edad Media europea. Se basa en bóvedas, que centran las cargas en arcos reforzados por pilastras o contrafuertes. Para utilizarlo se precisan materiales que aguanten bien los esfuerzos de compresión, por lo que tradicionalmente se han construido en ladrillo cerámico o piedra.
   • caracteristicas
     • El sistema abovedado se caracteriza por el uso de la bóveda, el arco y la cúpula.
     • Se basa en bóvedas, que centran las cargas en arcos reforzados por pilastras o contrafuertes.
     • Geométricamente, está generada por dos superficies semicilíndricas ortogonales cuyas líneas de intersección o aristas, son arcos de elipse que se cruzan en el vértice superior.
   • ventajas
     • Tiene la ventaja sobre el adintelado de que los empujes de la cubierta no son totalmente verticales, sino que se desvían lateralmente con lo que se pueden conseguir espacios diáfanos más amplios, además de poder prescindir, si es necesario, de la piedra y por supuesto de las grandes vigas de madera, y utilizar materiales como el ladrillo. Las bóvedas generan cargas verticales y empujes horizontales sobre sus apoyos, logrando que su peso propio centre sobre la base para mantener el equilibrio.
   • desventajas
     • Este tipo de construcción húmeda es lenta, pesada y por consiguiente más cara. Obliga a realizar marcha y contramarcha en los trabajos. Ejemplo. Se construye la pared y luego se pica parte del muro para hacer las regatas de las tuberías).

5. membranas

   • Son los nombres con los que se le conoce a los tipos de estructura que emplean materiales que trabajan bajo tensión, sean membranas textiles, láminas, mallas de cables, etc. Esta especialidad de la arquitectura forma parte de una tecnología en desarrollo que brinda a los arquitectos y diseñadores la habilidad para experimentar con formas y crear nuevas soluciones a necesidades convencionales.
   • caracteristicas
     • Estas estructuras no solo son impactantes visualmente sino que también son versátiles, competitivas y muy estéticas. Las membranas son reconocidas por la simplicidad de sus elementos, así como por su fácil ensamblaje, mínimo consumo de materiales y por ende mínimo desperdicio de los mismos.
     • Una membrana arquitectónica resiste condiciones extremas de temperatura, luz, viento, lluvia y nieve
   • ventajas
     • es su bajo peso, en comparación con otros tipos de techo convencionales, como losas de concreto o techos en madera. Este factor, además de reducir los costos de logística asociados a la construcción, también reduce las estructuras de soporte, lo cual se refleja en una reducción del costo final. Otra de las ventajas al escoger este tipo de construcción, es la flexibilidad de sus materiales permitiendo una mayor creatividad a la hora de diseñar.
   • La arquitectura textil basa su técnica de construcción con tejidos de PVC o PTFE

6. cascaras

   • En términos estructurales, las cáscaras de hormigón son eficientes por resistir muy bien los esfuerzos de compresión, absorbiendo pequeños momentos de flexión en puntos específicos de su superficie, principalmente próximos a los apoyos. Las actuales cáscaras tienen sus orígenes en las civilizaciones egipcias, asirias y romanas, en las que se levantaban estructuras en arcos y estructuras abovedadas, utilizando albañilería de piedra y tipos rudimentarios de concreto como material de construcción
   • Un cáscara es una estructura tridimensional delgada cuya resistencia se obtiene dando forma al material según las cargas que deben soportar, son lo suficientemente delgadas para no desarrollar flexión, pero también suficientemente gruesas para resistir cargas, que según el caso pueden ser de compresión, corte y tracción.
   • desventajas
     • Se requiere para la construcción de las cáscaras, del uso de equipos de bombeo,vibrador y aditivos para el concreto.Por el poco espesor de la losa se requiere de mucho cuidado y precisión para la colocación de la armadura y de las instalaciones empotradas que requiera el diseño. Se recomienda el reforzamiento de los bordes de cáscara, mediante mayor armadura y engrosamiento de los mismos.

7. cables

   • Son estructuras especialmente apropiadas para cubiertas de grandes luces con materiales ligeros (livianos) donde el elemento estructural esencial es el cable y el esfuerzo fundamental es el detracción. A causa de ser estructuras solicitadas exclusivamente por simple tracción, son los sistemas mas económicos para cubrir un espacio atendiendo a la relación peso/luz. El cable sólo puede soportar tracciones
   • Resisten únicamente esfuerzos de tracción pura• La forma responde a las cargas• Cualquier cambio en las condiciones de carga afecta a la forma• Carecen de rigidez transversal• Las cargas pueden ser muy grandes en relación al peso propio• No constituye una estructura autoportante Un sistema de cables o tensores no constituye por sí mismo una estructura autoportante, pues el diseño exigirá estructuras auxiliares que sostengan los cables a alturas importantes. Esto conlleva a una combinación de sistemas estructurales diferentes. Las acciones sobre una cubierta se pueden transmitir a cables o tensores, los que se alargaran traccionándose para encontrar la forma correspondiente al equilibrio.
   • ventajas
     • Peso propio reducido Mayor velocidad de elevación. Seguridad (rotura progresiva)
   • desventajas
     • Exigen poleas y tambores más grandes Al faltar rigidez el puente se puede volver intransitable en condiciones de fuertes vientos o turbulencias, y requeriría cerrarlo temporalmente al tráfico.

8. cerchas

   • La cercha es una composición de 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 denominada nodos, en consecuencia, todos los elementos se encuentran trabajando a tracción o compresión sin la presencia de flexión y corte.
   • 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
   • caracteristicas
   • ventajas
     • Las cargas que soportan pueden ser altas. Son amplios en su interior y esto los hace que se adapten perfectamente a procesos industriales pesados. Son de montaje fácil y rápido ya que sus elementos estructurales principales son prefabricados. Los costos de demolición son bajos permitiendo que los cambios en la instalación resulten económicos. 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.

9. entramados

   • Los sistemas de entramado modernos derivan de los históricos entramados pesados (“colombage”), en los cuales la madera constituía la estructura resistente y las piedras o ladrillos el relleno. Se llama entramado a la disposición de piezas estructura- les de madera que se combinan en diversas posiciones formando una trama.
     • La estructura funciona en forma aporticada. Se resuelve con pilares o postes, los cuales están empotrados en su base y se encargan de recibir los esfuerzos de la estructura de la vivienda a través de las vigas maestras ancladas a estos, sobre las cuales descansan las viguetas. Postes y vigas

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