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  • 1. Que es una estruturaEste tema de las estructuras nos lleva a comprender la manera en que lasdiferentes construcciones, objetos o seres se sostienen, basta con mirar anuestro alrededor y encontramos cantidad de estructuras extraordinarias que le dan elsostén a un organismo, no es sino mirar las caracolas, los arboles,el mismo ser humano, te has preguntado alguna vez que seria de nosotros si notuviésemos un esqueleto?, sería algo extraño verdad¡, así que las estructuras noshan permitido crecer, crear, organizar nuestros cuerpos, en construcciónpermiten diseñar y crear espacios inimaginables, solo reservados a la imaginación, Lasestructuras asombran por todas sus posibilidades en que se pueden organizar.Una estructura es un conjunto de elementos estáticos (sin posibilidad demovimiento) unidos entyre si para soportar un conjunto de cargas. Elsostenimiento de la estructura se logra gracias a fuerzas de resistencia internallamadas esfuerzos que evitan que falle.EJEMPLOPara entender mayor esta definición, imagina que levantas un libro sobre lapalma de tu mano. el libro pesa sobre la mano (es la carga) y a la vez, tú estáshaciendo fuerza con el brazo para sostenerlo (el esfuerzo). El conjunto se puedemantener quieto cuando esas dos fuerzas se equilibran entre si
  • 2. DEFINICIONES DE LAS ESTRUTURASLa palabra "estructura" tiene diferentes significados. En su acepción más general serefiere a la forma en que se organizan las partes de un sistema uobjeto. Desde el punto de vista ingenieril, las "estructuras" están ligadas a laconstrucción; así, son estructuras los puentes, los edificios, las torres, las presasetc. De una forma más específica, y más adaptada a las modernas tipologías deconstrucción, entendemos por estructura aquella parte de la construcción que"soporta" el conjunto, es decir, que es capaz de resistir las diversas acciones queactúan sobre ella (peso propio, sobrecargas de uso, viento, movimientos sísmicos, etc.Criterios básicos de las estructuras, como cualquier otro ingenio humano, debensatisfacerfuncionalidad: toda estructura debe servir para aquello para lo que ha sido concebida.seguridad: toda estructura debe soportar las cargas a las que se ve sometida durante su vida útil.economía: toda estructura debe construirse aprovechando los recursos materiales disponiblesestética: toda estructura debe tener una apariencia exterior adecuada
  • 3. Clasificación de las estructuras-Estructuras Naturales. son aquellas que se han formado en forma natural sin intervención sel ser humano ene ste rango encontramos las caparazones de los moluscos, la estructura de un árbol, el esqueleto de los animales,
  • 4. Estructuras Artificiales. Son aquellas elaboradas por el hombre para satisfacer una necesidad, las podemos encontrar en los puentes, los edificios y en general en todas las construcciones realizadas por el el ser humano. Tienen formas diferentes atendiendo a su función y su tipo de fuerza que actúen sobre ellas.
  • 5. tipos de puentes Puentes fijos. Puentes de vigas.. Puentes de arcos. Puentes de armaduras. Puentes cantiléver. Puentes sustentados por cables. Puentes de pontones. Puentes móviles. Puentes móviles.. Puentes basculantes. Puentes giratorios. Puentes de desplazamiento horizontal.. Puentes de elevación vertical. Puente transbordador. Puentes Según el material. Puentes de madera.. Puentes de mampostería. Puentes metálicos. Puentes de fundición . Puentes de hierro forjado. Puentes de acero. Puentes de hormigón armado. Puentes de hormigón preesforzado. Puentes mixtos.
  • 6. Puentes fijos.Consisten en varios de estos elementos que, colocados paralelamente unos aotros con separaciones “s” entre ellas, salvan la distancia entre estribos o pilasy soportan el tablero. Cuando son ferroviarios, disponen de vigas demadera o acero y sus pisos pueden ser abiertos o estar cubiertos con balasto o placasde hormigón armado.Las vigas destinadas a servir el tráfico vehicular pueden ser de acero, hormigónarmado, hormigón pretensado o madera (ver figura 2.1 ). Las vigas metálicaspueden ser de sección en "I" o de ala ancha; los caballetes de madera forman vanoscon vigaso largueros que descansan en pilas de pilotes del mismo material o en pilotesjabalconados.Puentes de vigas armadas.Constan de dos de estos elementos que soportan el piso. Si el tablero está apoyadocerca de las pestañas inferiores de las vigas y el tráfico pasa por entre ellas, el puentese llama vía inferior; si, por el contrario, lo está en la parte superior, se denomina depasoalto. Cuando el puente sirve a una carretera, es preferible el segundo tipo, que puedeser ensanchado parapara acomodarlo a posibles aumentos de tráfico. Las vigas armadas metálicas sonde sección "I" y van reforzadas por remaches. Los puentes de esta clase pueden serde un solo tramo o continuos. Los primeros llegan a cubrir tramos de hasta 40 m.Algunas veces también reciben el nombre de puentes de vigas armadas los de granlongitud
  • 7. Puentes continuos.Pueden ser de viga de celosía, de vigas de acero de alma llena, de vigaso viguetas de hormigón armado o de vigas o viguetas de hormigón preesforzadoLos puentes continuos de viga de celosía suelen ser de dos o tres tramospero los de viga armada pueden salvar ininterrumpidamente muchos tramos.Los refuerzos contra la carga de tensión de las vigas continuas de hormigón armadodeben colocarse cerca de la parte superior de las mismas, en el área situadasobre los soportes pues allí es donde se producen los esfuerzos citados. Las vigas yviguetas de los puentes continuos de hormigónpretensado tienen sección en "I" o tubular.El puente continuo de tres tramos, con arco anclado en el central, modelorelativamentereciente y de estructura siempre simétrica, es muy estimado para salvargrandes distancias. Aparte de su valor estético se le considera muy adecuadopara las estructuras cantilever. El puente continuo más largo es el de Dubuque(Norteamérica, estado de Iowa) sobre el río Mississippí, con un tramo centralde 258 m de longitud.
  • 8. Los puentes ar queadosde hormigón armado más corrientes son del tipo fijo, con tímpanoabierto o macizo; en ambos casos han de ser de tablero superior. En los puentes detimpano macizo el espacio situado entre el intradós del arco y el tablero está relleno detierra Los puentes en arco de hormigón armado y tablero inferiorson muy comunes; la calzada discurre entre los arcos.También se han construido arcos de tímpano de celosía con hormigón y madera. Los arcos de tímpano macizo deben salvar en un solo tramo toda la anchura delobstáculo; los de tímpano de celosía pueden tener varios ojos;los de tablero inferior tienen generalmente dos. Las nervadurasde los arcos de hormigón armado para tramos largos suelen ser huecas.
  • 9. Puentes de armadura rígida.Combinan las planchas y estribos de los puentes de placas con las vigasy estribos de las deviga; esta combinación forma unidades sencillas sin articulaciones de uniónentre las piezas. Se construyen de hormigón armado o pretensadoo de armaduras de acero rodeadas de hormigón. De origen muy reciente,resultan sumamente útiles para separar en niveles los cruces de carreterasy ferrocarriles. En estos cruces suele ser conveniente que la diferenciade niveles sea mínima y los puentes de la clase que nos ocupa son susceptiblesde recibir menor altura en un mismo tramo que los otros tipos. Puentes de armadura sencilla.Las armaduras de los puentes modernos adoptan muy variadas formas.Las armaduras Pratt y Warren, de paso superior o inferior,son las más utilizadas en puentesde acero de tramos cortos. La Howe sólo se emplea en puentes de madera;sus miembros verticales, construidos con barras de acero,están en tensión, al igual que el cordón inferior, que es de madera.
  • 10. puentes de pontonesLos puentes flotantes se apoyan sobre flotadores y por ello no tienenel arraigo en la tierra que toda obra fija debe tener. Los flotadores puedenser más o menos grandes para reducir su movilidad y se puede conseguirque sus movimientos sean incluso menores que los de algunos puentes fijos,pero ello no elimina ese carácter de elemento flotante sometido a los movimientosdel agua; hay siempre un movimiento relativo entre el puente ylos apoyos fijos de las orillas.Los puentes flotantes consisten básicamente en un tablero apoyadosobre una serie de elementos flotantes que sirven para mantenerlo enuna situación más o menos fija. Se han utilizado muchos tiposde elementos flotantes: barriles, odres, barcas, y pontones cerradosde diferentes materiales.Los puentes flotantes modernos se hacen con pontones fijos formadospor cajones cerrados con formas de paralelepípedos o cilíndricas,que se fijan al fondo del agua mediante cables tensados, generalmenteanclados a unos macizos apoyados en el fondo Los sistemas de anclajede los cables al fondo es uno de los problemas tecnológicos máscomplejos de estos puentes, problema que es común a todas las estructurasflotantes ancladasque se construyen: túneles flotantes, plataformas petrolíferasmarinas, etc. Los pontones pueden estar semi sumergidos totalmente;o sumergidos totalmente; pueden ser aislados, de forma que cada apoyotenga su propio pontón, o se les puede dar continuidad, creando una unidada lo largo de todo el puente; sobre este cajón continuo se puedenapoyar las pilas que soportan el tablero, o bien se puede utilizarsu losa superior directamente de plataforma de la calzada
  • 11. Puentes móviles.puentes basculantesson los que giran alrededor de un eje horizontal situado en una líneade apoyos; se incluyen por tanto en ellos los levadizos y los basculantessegún la clasificación de Gauthey.Son los más clásicos de los móviles y los que más se utilizan actualmente.Son también los primeros, porque los famosos puentes levadizos medievaleseran de este tipo. Los puentes levadizos iniciales de madera consistíanen un tablero simplemente apoyado a puente cerrado, y atirantadodurante el movimiento. Eran siempre de una hoja, porque girabansobre un apoyo y se elevaban tirando del otro. Los tirantes, formadospor cadenas o cuerdas, se recogían con un cabrestante manual, y ello hacíagirar el tablero sobre uno de sus apoyos, mediante una rótula.También se utilizaron puentes levadizos de dos hojas, con el vano móvildividido en dos semivanos que se levantaban desde sus extremos;en ellos la estructura cerrada tiene que seguir estando atirantadapara ser estable; es por tanto una estructura atirantada en las dossituaciones, abierto y cerrado.Se han construido muchos puentes de ambos sistemas,y cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes, pero en general,si la luz no es grande, es más sencillo y económico el de una sola hojaporque requiere un único mecanismo y se centraliza toda la operaciónde movimiento. Ahora bien, como en todos los puentes,en los móviles, al crecer la luz, crecen los esfuerzos proporcionalmenteal cuadrado de ésta, y por ello, para luces grandes resulta más económicodesdoblar los voladizos, porque a efectos de movimiento es una estructura d e mitad de luz que la de una sola hoja.
  • 12. puentes giratorios En los puentes giratorios de eje vertical caben, igual que en los basculantes, dos posibilidades de apertura: o bien girar dos vanossimétricos sobre una pila situada en el centro del canal de navegación,aunque en algún caso excepcional puede estar situada en un borde; o biengirar dos semivanos con sus compensaciones, sobre dos pilas situadas en losbordes del canal. El clásico puente giratorio es el primero, con unafisonomía muy característica, análoga en casi todos los construidos;es una viga triangulada con tablero inferior, canto variable muy acusado,máximo en el apoyo central y mínimo en los extremos, y una pila gruesaen el centro que aloja la maquinaria de giro.La solución de dos semivanos compensados que giran sobre las pilaslaterales se ha utilizado en raras ocasiones, si bien los de mayor luzson de esta forma; uno de los primeros fue el de Brest sobre el río Penfeld;tenía una luz de 117,30 m y se terminó en 1868; fue un puente excepcionalen su momento, y seguirá siendo de los más grandes, el segundode mayor luz en el mundo; pero desgraciadamente ya no existe porquelo destruyeron en la Segunda Guerra Mundial. El puente de Firdan sobreel canal de Suez en Egipto, es también de dos semivanos compensados,tiene 168 m de luz y es el mayor puente giratorio del mundo.De este tipo es también la pasarela de Ondarroa en Vizcaya sobre el río Artibay, cerca de su desembocadura
  • 13. puente de desplazamiento vertical Los puentes de desplazamiento vertical son tableros simplemente apoyados, cuyos apoyos se pueden mover verticalmente para elevarlos a la cota que requiere el gálibo de navegación. Normalmente se elevan tirando de sus cuatro esquinas, y por ello requieren dos o cuatro torres, en las que se aloja la maquinaria de elevación y los contrapesos necesarios para equilibrarlos durante la maniobra de desplazamiento vertical. En algún puente de pequeña luz se han evitado las torres y los contrapesos, accionándolo mediante gatos hidráulicos situados bajo el tablero, y por ello, a puente cerrado nada evidencia su condición de móvil; así es el puente de la avenida de St. Paul en Milwaukee sobre el río del mismo nombre, Estados Unidos, terminado en 1966, con una luz de 16 m y un desplazamiento vertical de 4,5 m. El puente de desplazamiento vertical es adecuado y resulta más económico que los demás para luces grandes y por ello los mayores puentes móviles son de este sistema. El mayor de todos ellos es el Arthur Kill cerca de Nueva York, de 170 m de luz, y un gálibo de navegación de 41 m con el puente levantado; se terminó en 1959 y sustituyó a uno giratorio con dos vanos dos vanos de 76 m de luz.
  • 14. puentes transbordadoresLos puentes transbordadores han estado y estarán siempre unidosal nombre del ingeniero francésFerdinand Arnodin, porque fue el primero que patentó la idea, e intervino en la mayoríade los que se han construido. Sin embargo, realmente, quien inició este sistemafue el arquitecto español A. del Palacio en el transbordado sobre la ríadel Nervión en Portugalete, cerca de Bilbao.El puente transbordador es una forma diferente al móvil de resolverel conflicto que planteandos corrientes de tráfico incompatibles: un tráfico de vehículos entre dos orillas situadasa poca altura sobre el agua, y un tráfico de barcos en el río o ría a salvar,que requiere un gálibo de navegación de gran altura.
  • 15. puentes Según el material.puentes de cuerdaEstos puentes son los antecesores de los puentes sustentadospor cables (colgantes y atirantados) actuales. Este tipo de puentesse denomina pasarela.Los cables se fabricaban de lianas, enredaderas, cuero, bambú, mimbrey materiales similares. Las cuerdas están agrupadas y torcidas en espiralpara formar una unidad resistente.
  • 16. puente de madera La madera es el material que utilizó el hombre para hacer sus primeras construcciones; un tronco de árbol sobre un río fue seguramente el primer puente artificial. Los puentes de madera son más fáciles y más rápidos de construir que los de piedra, y han resultado siempre más económicos; por ello, los primeros que construyó el hombre fueron de madera, y a lo largo de la Historia se han construido innumerables puentes de este material, muchos más que de piedra. Los puentes de madera han planteado siempre problemas de durabilidad y por ello se han considerado siempre de una categoría inferior que los de piedra; generalmente se les ha dado carácter de obra provisional; se aspiraba a sustituirlos por uno de piedra .
  • 17. puentes metalicos El empleo del hierro significó una transformación radical en la construcción en general, y en los puentes en particular; sus posibilidades eran mucho mayoresque las de los materiales conocidos hasta entonces, y por ello se produjoun desarrollo muy rápido de las estructuras metálicas, que prontosuperaron en dimensiones a todas las construidas anteriormente.Hoy en día sigue siendo el material de las grandes obras, y en especialde los grandes puentes, si bien el hierro que se utiliza ahora no es el mismoque se utilizó en los orígenes, porque el material también ha evolucionado significativamente; hay diferencia considerable de característicasy de calidad entre los aceros actuales, y el hierro fundido que se utilizó en un principio.
  • 18. Puentes de mamposteríaal igual que la madera, la piedra es un material natural que se obtienedirectamente de la naturaleza y se utiliza sin ninguna transformación, únicamentees necesario darles forma. Aparte de la piedra, se ha utilizado tambiénmateriales como el ladrillo o el hormigón en masa.El ladrillo, para el constructor de puentes, es un pequeño sillarcon el que se pueden hacer arcos de dovelas yuxtapuestas; por tantola morfología de los puentes de ladrillo es la misma que la de los puentesde piedra.Las estructuras de piedra que sirven para salvar luces de cierta importancia, derivan del arco formado por dovelas yuxtapuestas;son las bóvedas y las cúpulas. Por ello los puentes de piedra, quedeben salvar los ríos, utilizan siempre bóveda como estructura resistente.