El documento presenta una introducción a los tipos estructurales. Describe las estructuras funiculares que resisten esfuerzos de tracción o compresión, y las no funiculares que resisten flexión. También clasifica las estructuras según su comportamiento unidireccional o bidireccional, y según cómo resisten acciones horizontales, como pórticos rígidos o arriostrados. Finalmente, analiza los elementos estructurales según su morfología plana o plegada, continua o de celosía.

1. UNIVERSIDAD CAMILO JOSÉ CELA
CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS III
curso 2012/13
prof. Raúl González Bravo
B.1 TIPOS ESTRUCTURALES

2. ESTRUCTURAS NO FUNICULARES (FLEXIÓN) TIPO DE ESFUERZOS
Se caracterizan por transmitir las acciones que inciden DIRECTRIZ DE LOS ELEMENTOS
sobre ellas mediante esfuerzos de flexión (combinación PRINCIPALES
de tracción y compresión)
ESTRUCTURAS FUNICULARES
Este tipo de estructuras resiste las acciones exteriores
mediante esfuerzos internos de tracción o compresión.

3. ESTRUCTURAS FUNICULARES
Según las acciones incidentes se generan
distintas formas funiculares o antifuniculares
que responden mediante esfuerzos de tracción
o compresión (respectivamente).
Existen infinitas posibilidades según la longitud
(y curvatura) del elemento estructural.
Este tipo de estructuras genera reacciones
inclinadas en sus extremos, los denominados
empujes, que deben contrarrestarse.

4. Una estructura abovedada funcionaría exclusivamente
a compresión si la línea de empujes o antifunicular
está contenida dentro de su espesor.
Si la línea de empujes no está contenida en dicho
espesor se generan esfuerzos de flexión, menores en
todo caso que en elementos estructurales rectos de la
misma luz.

5. Existen diversas formas de contrarrestar los
empujes producidos en los extremos o apoyos
de los arcos o bóvedas.

7. Mediante contrafuertes, capaces de transmitir
los empujes dentro de su espesor, como se
hacía en las construcciones de la antigüedad.

8. Mediante elementos verticales o inclinados que
resisten dichos empujes mediante esfuerzos de
flexión.

9. Como caso particular, también puede
conseguirse este efecto mediante cuerpos
rígidos del edificio.

10. Por último, otra forma común es la inclusión de
tirantes traccionados que resistan la
componente horizontal de la reacción en los
apoyos.

11. ESTRUCTURAS NO FUNICULARES
Son las estructuras compuestas por elementos
generalmente rectos, horizontales o inclinados,
que resisten las acciones mediante esfuerzos
de flexión, combinación de tracciones (líneas
discontinuas) y compresiones (continuas).
Para ello los elementos estructurales deben ser
capaces de resistir dichas tracciones (fig. d).

12. Los esfuerzos de flexión además de tensiones
combinadas de tracción y compresión (sup.) producen
también esfuerzos cortantes (centro) y rasantes (inf.)
debido a la deformación que provocan en el elemento
estructural.

13. DIRECCIONES EN LA TRANSIMISIÓN DE LOS ESFUERZOS
ESTRUCTURAS UNIDIRECCIONALES
En este tipo de estructuras los esfuerzos se transmiten según una
dirección concreta, existiendo elementos estructurales secundarios
dispuestos entre los elementos principales (o bien mediante elementos
estructurales yuxtapuestos).
Es el caso de estructuras de vigas o arcos dispuestos paralelamente.
ESTRUCTURAS BIDIRECCIONALES
En este tipo los esfuerzos se transmiten de forma simultánea en dos
direcciones, perpendiculares o no, del espacio, sin existir una jerarquía
concreta.
Es el caso de losas o emparrillados de vigas (o arcos).

14. SEGÚN LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE
LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
ESTRUCTURAS UNIDIRECCIONALES

15. Este tipo también se puede aplicar a estructuras radiales en las que
predomina una de las dos direcciones (radial) frente a la otra
(concéntrica).

16. ESTRUCTURAS BIDIRECCIONALES

17. Al igual que en las estructuras unidireccionales, esta
clasificación puede aplicarse a estructuras radiales.

20. SEGÚN SU COMPORTAMIENTO FRENTE A ACCIONES HORIZONTALES
Además de las acciones gravitatorias, las estructuras deben resistir Estos esquemas no deben entenderse como la única forma de resistir
además esfuerzos horizontales (principalmente viento y sismo) que estos esfuerzos, sino que son posibles múltiples combinaciones entre
podrían provocar su inestabilidad y colapso (sup. dcha). ellas.
Para ello existen diversas formas de estabilizar los pórticos Este criterio de clasificación de tipos estructurales tiene gran
(combinación de elementos estructurales horizontales y verticales), importancia en la construcción de las estructuras, ya que condiciona
que puede ser mediante la rigidización de las uniones entre ambos (a, de manera absoluta la ejecución de las uniones entre los distintos
b, c y d) o mediante la inclusión de elementos adicionales de elementos estructurales y entre los soportes y el terreno
arriostramiento (e). (cimentación).

21. PÓRTICOS RÍGIDOS EMPOTRADOS EN SU BASE
Todos los elementos estructurales, horizontales y
verticales, contribuyen a resistir las acciones
horizontales.
Soportes y vigas deben estar unidos de forma que no
puedan producirse giros entre ellos (nudos rígidos).
Asimismo la unión de los soportes con la cimentación
(y el terreno) no debe permitir el giro de éstos
(empotramiento).

22. PÓRTICOS RÍGIDOS BIAPOYADOS
Todos los elementos estructurales, horizontales y
verticales, contribuyen a resistir las acciones
horizontales.
Soportes y vigas deben estar unidos de forma que no
puedan producirse giros entre ellos (nudos rígidos).
La unión de los soportes con el terreno puede permitir
el giro de los mismos en estos puntos. Requieren
apoyos menos complejos, pero deforman más que en
el caso anterior.

23. PÓRTICOS (o ARCOS) TRIARTICULADOS
Es un caso particular del anterior, en el que
se introduce una tercera articulación
(elemento que permite el giro), de forma que
puede establecerse un punto de momento
nulo.
Puede facilitar la construcción del pórtico ya
que las uniones articuladas son, en general,
más sencillas de ejecutar.

24. PÓRTICOS ARRIOSTRADOS
En este caso los esfuerzos de viento son resistidos
por elementos generalmente diagonales (también de
otras geometrías) dispuestos adicionalmente entre
soportes y vigas.
Estos elementos resistirían las acciones horizontales
mediante esfuerzos de compresión o tracción, según
el sentido de las acciones.
Cabe la posibilidad de colocar elementos que resistan
únicamente tracción (cables) en ambas direcciones,
funcionando de forma alternativa según el sentido de
las acciones horizontales.

25. SEGÚN SU COMPORTAMIENTO FRENTE A ACCIONES HORIZONTALES
Otro criterio a tener en cuenta a la hora de considerar el tipo estructural
elegido sería la morfología de los elementos estructurales.
Es el criterio más importante desde el punto de vista constructivo, ya que
es esencial a la hora de plantear la construcción de los elementos que
conforman la estructura.
Podríamos considerar dos formas básicas, combinables entre sí, de
clasificar los elementos estructurales:
- Según su composición: continua o de celosía.
- Según su geometría: plana o plegada (ondulada).

26. ELEMENTOS ESTRUCTURALES PLANOS DE SECCIÓN CONTINUA
Es el caso de las vigas de alma llena y en secciones en T y H.
En este tipo de elementos estructurales los esfuerzos de flexión (en vigas o arcos sometidos
a flexión) se resisten mediante la combinación de un par de esfuerzos de compresión y
tracción que se producen en los extremos superior e inferior (o a la inversa) de los
elementos.
Para ello estos elementos pueden aligerarse concentrando el material en los extremos y así
reducir el peso de la estructura y optimizar su dimensionado.
Los esfuerzos cortantes se transmiten principalmente en la sección vertical del elemento, el
alma en el caso de los perfiles en sección T o H.

27. ELEMENTOS ESTRUCTURALES PLANOS DE CELOSÍA
En este caso los esfuerzos de flexión se descomponen en esfuerzos de compresión y
tracción en los cordones longitudinales y los esfuerzos cortantes se transmiten a través de
las barras diagonales y verticales o montantes (en su caso) también mediante esfuerzos de
compresión y tracción.
Podrían considerarse un caso extremo de aligerado de la sección de una viga plana, en la
que las alas se sustituyen por los cordones y el alma, aligerada, por los montantes y
diagonales.
Presentan la ventaja de que los componentes o barras que las forman trabajan únicamente a
esfuerzos de compresión y tracción. Como inconveniente, para su construcción es
necesario la unión de diversos componentes o barras entre sí.

28. ELEMENTOS ESTRUCTURALES CONTINUOS PLEGADOS
Este tipo de elementos funcionan de la misma forma que los
elementos planos de sección continua, concentrando también el
material que resiste el par de esfuerzos compresión-tracción en los
extremos superior e inferior.
La diferencia radica en que las alas de las vigas no se sitúan en la
misma vertical y las almas se disponen de manera inclinada, para unir
estas, generando una sección en V.
La ventaja fundamental que presentan estas estructuras, que se
realizan generalmente en hormigón armado, es no sólo la reducción
de peso y consumo de material, sino también el hecho de que pueden
llegar a hacer innecesaria la estructura secundaria perpendicular, ya
que son capaces de cubrir todo el espacio mediante la simple
yuxtaposición de los elementos.

29. CELOSÍAS DE SECCIÓN TRIANGULAR
De forma análoga a la relación entre celosías planas y vigas planas
de sección continua, las vigas en sección en V pueden realizarse
también mediante barras longitudinales (cordones) y diagonales y
verticales (en su caso).