Este documento describe varios sistemas estructurales comunes. Explica que los sistemas se derivan de la creatividad e ingenio humanos para construir de forma estable y soportar cargas. Luego clasifica y describe varios tipos de sistemas, incluyendo sistemas de forma activa como cables y arcos, sistemas de vector activo como cerchas y mallas espaciales, y sistemas de masa activa como sistemas porticados. Finalmente, menciona que en Venezuela se han aplicado comúnmente sistemas porticados, cerchas,

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINESTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO SANTIAGO MARIÑO
CÁTEDRA: PROYECTO DE ESTRUCTURAS
SEDE-BARCELONA
SISTEMAS
ESTRUCTURALES
Profesor : Héctor Márquez Bachiller: Karina Hernández
C.I 19.674.999
Barcelona, 20Junio de 2016.

2. INTRODUCCIÓN
Para hablar de sistemas estructurales, es necesario ligar este tema a la
creatividad e ingenio humano, al momento de construir. Esto debido a que
dichos sistemas se derivan principalmente de esta premisa. Cada sistema
estructural cumple una función en armonía directa con un diseño, una
forma, la necesidad de estabilizar lo que se construye y que la estructura
soporte la carga propia de la edificación y cargas externas bajo las cuales
esta estará sometida. Este tema es bastante extenso, y se puede abordar
desde distintos enfoques. Sin embargo como autora de este informe,
tratare de abordar los aspectos mas relevantes, buscando no redundar en
puntos, sino mas bien sintetizar cada punto, el tipo de sistema de sistema,
ventajas y desventajas, y materiales de construcción utilizados con mayor
frecuencia.
A continuación la ampliación del tema de los sistemas estructurales.

3. SISTEMAS ESTRUCTURALES
Se define como estructura a los cuerpos capaces de resistir cargas sin que exista una
deformación excesiva de una de las partes con respecto a otra. Por ello la función de una
estructura consiste en trasmitir las fuerzas de un punto a otro en el espacio, resistiendo su
aplicación sin perder la estabilidad.
las particularidades que caracterizan a los distintos sistemas estructurales son:
1. forma geométrica, diseño y orientación.
2. materiales de los elementos.
3. formas de apoyo entre los elementos estructurales.
4. cargas o fuerzas que soporta la estructura.
5. Condiciones de uso, forma, función y escala.
6. limitaciones de forma y escala.

4. CLASIFICACION DE LOS TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES
1. Sistema de Forma Activa: Estructuras que trabajan a tracción o compresión simples, tales como los
cables y arcos.
2. Sistemas de Vector Activo: Estructuras en estados simultáneos de esfuerzos de tracción y
compresión, tales como las cerchas planas y espaciales.
3. Sistemas de Masa Activa: Estructuras que trabajan a flexión, tales como las vigas, dinteles, pilares y
pórticos.
4. Sistemas de Superficie Activa: Estructuras en estado de tensión superficial, tales como las placas,
membranas y cáscaras (Orozco, 1999).

5. SISTEMAS ESTRUCTURALES DE FORMA ACTIVA
Cables
Los cables son estructuras flexibles debido
a la pequeña sección transversal en relación con
la longitud. Esta flexibilidad indica una limitada
resistencia a la flexión, por lo que la carga se
transforma en tracción y también hace que el
cable cambie su forma según la carga que se
aplique. Las formas que puede adoptar el cable
son:
1. Polígono funicular, es la forma que adopta el
cable ante fuerzas puntuales.
2. Parábola, es la curva que adquiere el cable
ante una carga horizontal uniformemente
repartida.
3. Catenaria, es la figura que forma el cable ante
el peso propio del mismo.
Un cable no constituye una
estructura auto portante a menos que
cuente con medios y procedimientos
para absorber su empuje. Esto se logra
canalizando sobre las torres la tracción
del cable y anclando en tierra. Con este
tipo de sistema estructural se han
construido puentes, en la actualidad el
más largo es el Akashi-Kaikio en Japón
y tiene una luz de 1900 m.

6. Arcos
Es el elemento constructivo de directriz en forma de poligonal, que salva el espacio abierto
entre dos pilares o muros transmitiendo toda la carga que soporta a los apoyos, mediante una fuerza
oblicua que se denomina empuje.
Si se invierte la forma parabólica que toma un cable, sobre el cual actúan cargas uniformemente
distribuidas según una horizontal, se obtiene la forma ideal de un arco que sometido a ese tipo de
carga desarrolla sólo fuerzas de compresión. El arco es en esencia una estructura de compresión
utilizado para cubrir grandes luces. las formas de arco pueden variar, respondiendo a una necesidad
estructural. El arco mas usado en puentes es el arco funicular.

7. Sistemas de Vector Activo
Cerchas
Las cerchas o armaduras son uno de los elementos estructurales que forman parte del conjunto de las
estructuras de forma activa. 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

8. Sistema de Cerchas
 VENTAJAS
 La cercha es uno de los principales
tipos de estructuras utilizados en la
ingeniería y arquitectura, ya que
proporciona una solución práctica
y económica debido a la ligereza
del peso y gran resistencia.
 Con este tipo de estructura lo usual
es cubrir hasta luces de 20 m, pero
se han logrado mayores luces.
 Se pueden construir en madera y
acero.
 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.
 Son estructuras susceptibles a
la vibración, lo cual trae como
consecuencia una instalación
ruidosa.
 Su costo de mantenimiento es
alto.

9. Malla espacial
Es 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.

10. Mallas espaciales
 VENTAJAS
 Reparto de las cargas en todos sus elementos.
 Fácil instalación de servicios (eléctricos, aire
acondicionado...) debido a la forma de estas
estructuras.
 Gran robustez. Debido al elevado número de
elementos que constituyen las mallas espaciales.
 Empleo de componentes prefabricados.
 Estructuras ligeras.
 Reducción de gasto de material.
 Libertad en la localización de los apoyos, ya que
pueden soportarse en cada uno de sus nudos.
 Geometría regular, lo que las dota de facilidad en
la construcción.
 Facilidad de elevación.
 Pueden cubrir grandes luces, sin necesidad de
apoyos intermedios.
 DESVENTAJAS
 Coste elevado en comparación
con otras estructuras.
 Dependiendo del sistema de
montaje empleado, puede
requerir mucho tiempo.
 Baja resistencia frente al fuego.
 Alto costo de mantenimiento

11. SISTEMA DE MASA ACTIVA
Sistema porticado
Los elementos porticados, son estructuras de concreto
armado con la misma dosificación columnas -vigas 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. Este sistema soporta las cargas muertas,
las ondas sísmicas teniendo mucha resistencia y estabilidad. El
porticado consiste en el uso de columnas, losas y muros
divisorios en ladrillo.
Características
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.

12. Sistemas porticados
 VENTAJAS
 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.
 Posee la versatilidad que se logra en
los espacios y que implica el uso del
ladrillo. La gente sigue queriendo el
ladrillo, se comenta, y se añade que
este material aísla más el ruido de un
espacio a otro.
 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.
 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.
 Es un sistema que genera muchos
residuos en la obra.
 El proceso para llegar a los
acabados finales es de mucho
cuidado y detalles, se lleva tiempo,
ya que hay que esperar que seque
el cemento, material utilizado en
la mayor parte de los trabajos.

13. SISTEMAS DE SUPERFICIE ACTIVA
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.
No obstante la inconsistencia de las membranas respecto a la mayor parte de los estados de tensión, el
ingenio humano ha hallado maneras de utilizar membranas para fines estructurales, sobre todo debido
a su bajo peso. La carpa del circo es una membrana capaz de cubrir decenas de metros, siempre que la
tela cuente con adecuado sostén en parantes de compresión, estabilizados por riendas de tracción.

14. Algunas de las razones principales que favorecen el empleo de las cubiertas
textiles son las siguientes:
• El peso propio inferior a 1 kp/m2 que, junto con la resistencia y flexibilidad del
material, permite obtener cubiertas completas extraordinariamente ligeras,
sin correas intermedias, de entre 5 y 10 kp/m2.
• El coeficiente de transmisión de la luz permite el aprovechamiento de la
iluminación natural sin necesidad de recurrir al vidrio, cuya rigidez requiere
sobredimensionado.
• La puesta en obra es un montaje de elementos prefabricados que se podrán
desmontar y reciclar.
Hoy en día, las estructuras textiles se encuentran en casi todas las zonas
climáticas del mundo y sirven para una gran variedad de funciones. Los
materiales que se usan para fabricar estas membranas han cambiado mucho
desde sus comienzos, ya se pueden encontrar tejidos altamente tecnológicos.

15. De los sistemas mencionados
anteriormente, en Venezuela, han sido
muy explorados y aplicados 5 sistemas
estructurales principales, estos son:
1. sistemas porticados
2. Cerchas
3. Concreto Armado
4. Arcos
5. Tridilosas o mallas espaciales.

16. 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.

18. ESTRUCTURA DE PERFILES METÁLICOS
Las Estructuras Metálicas constituyen un sistema constructivo muy difundido en varios
países, cuyo empleo suele crecer en función de la industrialización alcanzada en la región o
país donde se utiliza. Se lo elige por sus ventajas en plazos de obra, relación coste de mano de
obra – coste de materiales, financiación, etc.
Las estructuras metálicas poseen una gran capacidad resistente por el empleo de acero. Esto
le confiere la posibilidad de lograr soluciones de gran envergadura, como cubrir grandes
luces, cargas importantes.
Al ser sus piezas prefabricadas, y con medios de unión de gran flexibilidad, se acortan los
plazos de obras Significativamente.
La estructura característica es la de entramados con nudos articulados, con vigas apoyadas o
continuas, con complementos singulares de celosía para arriostrar el conjunto.
En algunos casos particulares se emplean esquemas de nudos rígidos, pues la reducción de
material conlleva un mayor coste unitario y plazos y controles de ejecución más amplios. Las
soluciones de nudos rígidos cada vez van empleándose más conforme la tecnificación avanza,
y el empleo de tornillería para uniones, combinados a veces con resinas.

19. TIPOS DE PERFILES DE
ACERO

20. CARPINTERÍA METÁLICA
El término de carpintería metálica es muy reciente y suele aplicarse a las empresas que se dedican a la
fabricación y comercialización de productos de acero, hierro, aluminio, cobre, latón, bronce, cristal y plástico
principalmente.
Perfiles especiales en la carpintería metálica: Tubos. •algunos o perfiles en L. Pletinas-perfiles en U.
Perfiles en T. Perfiles en H. Cuadradillos. También se consideran empresas de carpintería metálica las que
realizan trabajos de puertas y rejas de hierro, mamparas, cerramientos, escaleras, barandillas, celosías,
ventanas, toldos, persianas y marquesinas y forjado artístico utilizándose cada vez más en el
acondicionamiento de hogares y oficinas.
Las carpinterías metálicas también realizan trabajos como construcción de estructuras metálicas y naves
industriales. Los principales clientes de los carpinteros metálicos son la construcción, industria, sector
agrario, decoración y hogar a los que se suele realizar trabajos como cerramiento integral de la vivienda,
persianas enrollables laminadas o extrusionadas de seguridad, cajones de registro laminados,
extrusionados, PVC y de rotura térmica, contraventanas de lamas orientables, mosquiteras, accesorios de
accionamiento, etc.

22. CONCRETO ARMADO
La técnica constructiva del hormigón armado, concreto armado o concreto reforzado consiste en
la utilización de hormigón o concreto reforzado con barras o mallas de acero, llamadas
armaduras. También se puede armar con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras
de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los
que estará sometido. El hormigón armado 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.
• El concreto reforzado obtiene sus ventajas al combinar características del concreto y el acero
y compensar las carencias de uno con el otro. Una de las características que ha permitido la
combinación del concreto y el acero es su similitud en el coeficiente de expansión térmica, lo
que evita los desplazamientos relativos entre el acero y el concreto circundante por cambios
de temperatura. La ventaja de combinar dos materiales es aprovechar las ventajas de ambos
y tratar que compensar las carencias o debilidades del otro,

24. MUROS PORTANTES
Se denomina muro de carga o muro portante a las paredes de una edificación
que poseen función estructural; es decir, aquellas que soportan otros elementos
estructurales del edificio, como arcos, bóvedas, vigas o viguetas de forjados o de la
cubierta.
Las Estructuras con Muros Portantes incluyen un 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; 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.

26. LA MADERA COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL USOS EN LA CONSTRUCCIÓN
La utilización de la madera como sistema constructivo o como elemento estructural ha
acompañado al hombre a lo largo de toda la historia. Al principio, junto a la piedra, era el principal
elemento constructivo. Posteriormente aparecieron nuevos materiales que relegaron su utilización.
Actualmente la evolución de su tecnología permite obtener productos estructurales más fiables y
económicos, y su mejor conocimiento, tanto desde el punto de vista estructural como ecológico y
medioambiental, la permite competir con el resto de los materiales estructurales. Desde el punto de
vista ecológico, la energía necesaria para la fabricación de la madera es nula (el árbol utiliza la
energía solar) y la energía consumida en el proceso de su transformación es muy inferior a la
requerida por otros materiales.

27. Si se comparan las propiedades de la madera como material estructural con las del acero o el hormigón,
se pueden extraer las siguientes conclusiones:
a) Elevada resistencia a la flexión, sobre todo en relación a su peso propio (la relación resistencia/peso
es 1,3 veces superior a la del acero y 10 veces la del hormigón).
b) Alta capacidad de resistencia a tracción y compresión en dirección paralela a la fibra.
c) Escasa resistencia a cortante. Esta limitación se presenta también en el hormigón pero no en el
acero.
d) Escasa resistencia a compresión y a tracción en dirección perpendicular a la fibra. Sobre todo en
tracción, lo que supone una característica muy particular frente a los otros materiales.
e) Bajo módulo de elasticidad, mitad que el del hormigón y veinte veces menor que el del acero. Los
valores alcanzados por el módulo de elasticidad inciden sustancialmente sobre la deformación de los
elementos resistentes y sus posibilidades de pandeo. Este valor neutraliza parte de la buena resistencia
a la compresión paralela a la cual se ha hecho referencia anteriormente.
f) Buen comportamiento en situación de incendio.

28. CONCLUSIONES
Según los criterios y aspectos sobre los sistemas estructurales abordados en
este informe, puedo destacar, que los diversos sistemas estructurales
representan soluciones muy diferentes entre si, bien es cierto que existe puntos
comunes entre estos sistemas, sin embargo cada solución aporta en particular
una característica especial.
En lo que respecta a nuestro arte, de la construcción, cada sistema
representa un elemento en nuestro abanico de opciones a la hora de proponer
un proyecto, sin dejar de lado la idea de que no hay límites, podemos combinar
los diferentes sistemas reinventarlos, y hasta ir mas allá tomando ejemplo de los
comportamientos estructurales para crear algo novedoso.
Estamos es constante aprendizaje, cada proyecto representa un reto, y es
único en si mismo.