Trabajo proyecto de estructura, sistemas estructurales

1. Profesor:
Héctor Márquez Alumna:
Roca Bethzay C.I: 22.852.457
Barcelona, octubre de 2015
Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Proyecto de Estructuras AV

2. Se denomina estructura a todo aquello capaz 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. Por tal
motivo, las estructuras soportan cargas externas que deben ser resistidas sin que
se observe cambios apreciables en su forma o geometría, para tal fin las
estructuras generan cargas internas de equilibrio.
Las estructuras se pueden emplear de diferentes materiales como:
concreto, concreto armado, madera, los aceros... entre otros. Que resistiendo
diferentes fuerzas a tracción, compresión, flexión y otros, soportan cargas
estructurales pudiéndose emplear en construcciones.

3. Un sistema estructural es el modelo físico que sirve de marco para
los elementos estructurales, y que refleja un modo de trabajo. Un objeto
puede tener, a su vez, una mezcla de sistemas estructurales. Los sistemas
estructurales en sus variaciones se caracterizan por:
• Forma geométrica u orientación
• Forma de unión de los elementos
• Cargas o fuerzas que soporta la estructura
• Condiciones de forma, función, uso y escala
• Materiales de los elementos
• Forma de apoyo de la estructura

4. Tracción: Es el esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos
fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.
Compresión: Es el esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas
que actúan en sentido opuesto, y tienden a comprimirlo, disminuyendo su longitud y
aumentando su sección.
Cortante: Es el Esfuerzo que tiende a cortar el objeto por la aplicación de dos fuerzas en
sentidos contrarios y no alineadas. Se encuentra en uniones como: tornillos, remaches y
soldaduras.
Flexión: esfuerzo que tiende a doblar el objeto. Las fuerzas que actúan son paralelas a las
superficies que sostienen el objeto. Siempre que existe flexión también hay esfuerzo de
tracción y de compresión.
Torsión: Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje
longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico. La torsión se caracteriza
geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida
en el plano formado inicialmente por las dos curvas.
Ejemplo en columpio de las diferentes fuerzas.

5. Sistema porticado:
Es el que utiliza como estructura una serie de pórticos dispuestos en un mismo
sentido, sobre los cuales se dispone un forjado, es independiente de su arriostramiento,
que podrá hacerse con pórticos transversales, cruces de San Andrés, pantallas u otros
métodos; y del material utilizado, generalmente hormigón o madera. Sus elementos
estructurales principales consisten en zapatas, vigas y columnas conectados a través de
nudos formando pórticos resistentes en las dos direcciones principales (X , Y).
Sin embargo el sistema en general presenta una baja resistencia y rigidez a las
cargas laterales, su gran flexibilidad permite grandes desplazamientos lo cual produce
daños en los elementos no estructurales, Tiene la ventaja de poseer gran libertad en la
distribución de los espacios internos del edificio, Son estructuras muy flexibles que atraen
pequeñas solicitaciones sísmicas, Disipan grandes cantidades de energía gracias a la
ductilidad que poseen los elementos y la gran hiperestaticidad del sistema.

6. Cerchas:
Es una composición de barras rectas unidas entre sí en sus extremos para
constituir un 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. En las cerchas es muy importante el medio de unión, que es mediante: Remaches,
Tornillos o Soldaduras, ubicados en una cartela colocada en la intercepción o nodo.
La cercha es uno de los principales tipo de estructura empleados en ingeniería,
ya que proporciona una solución práctica y económica debido a la ligereza del peso y su
gran resistencia. La versatilidad en el uso de materiales para su construcción como lo son:
(Madera y Acero). Su desventaja es que son estructuras susceptibles a la vibración, lo cual
trae como consecuencia una instalación ruidosa. 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.

7. Concreto armado:
Consiste en la utilización de hormigón 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. El concreto armado no
es más que la combinación de: Agua, Cemento Portland, Agregados (Arena, Grava, Piedra
triturada) y Aceros de refuerzo.
El concreto armado, es una material con aceptación universal, por la
disponibilidad de los materiales que lo componen, Tiene una adaptabilidad de conseguir
diversas formas arquitectónicas. Tiene la característica de conseguir ductilidad, Posee alto
grado de durabilidad, Posee alta resistencia al fuego (Resistencia de 1 a 3 horas),
capacidad resistente a los esfuerzos de compresión, flexión, corte y tracción y además
requiere de muy poco mantenimiento.

8. Las desventajas están asociadas al
peso de los elementos que se requieren en las
edificaciones por su gran altura, como ejemplo
tenesmo si las edificaciones tienen luces
grandes o volados grandes las vigas y losas
tendrían dimensiones grandes esto llevaría a
generar mayor costo en la construcción de la
edificación.
Por otro lado los elementos
arquitectónicos que no tiene estructura ya sean
tabiques o muebles pueden ser cargas
gravitatorias ya que aumentarían la fuerza
sísmica por su gran masa. La adaptabilidad al
logro de formas diversas ha traído como
consecuencia configuraciones arquitectónicas
muy modernas e impactantes pero con
deficiente comportamiento sísmico, además
poseen excesivo peso y volumen.

9. Arcos:
Es el elemento constructivo de directriz en forma curvada o 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. Los arcos son usados en
una variedad de combinaciones para techos curvos, uno de las más simples es la de los
techos con arcos paralelos con elementos transversales y placas como techo, pueden ser
colocados de forma diagonal y radial.
En estos tipos de techos los elementos de conexión de los arcos trasmiten la
carga del techo a los arcos por acciones de flexión o de arcos y los arcos llevan la carga al
suelo. Los rangos de luces para el uso de arcos son de 25 a 70 m.
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.

10. 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 compresión.

11. Tridilosa:
Estructura mixta de concreto y acero que se compone de elementos tubulares
soldados u atornillados a placas de conexión, tanto en el lecho superior como en el inferior
que generalmente son capas de concreto, una de las cualidades más destacadas de su
estructura es que puede ahorrar un 66% de hormigón y hasta un 40% de acero, debido al
hecho de que no necesita ser rellenado de hormigón en la zona de tracción, solamente en
la zona superior de compresión. La tridilosa es ideal para salvar claros muy grandes.
Estas tienen la ventaja de cubrir grandes luces con techos: horizontales,
adosaguas, de forma poligonal o de arco de segmentos, también tiene menor cantidad de
concreto y por consiguiente menor peso propio por metro cuadrado de área techada, es un
buen aislante térmico y acústico, tiene rapidez de construcción.
Tiene la desventaja de que su uso no es muy extendido aun, y se requiere de
especialistas técnicos calificados, por lo que se le debe asignar un pago adicional si se
desea utilizarlo en cualquier proyecto, el contacto de elementos oxidantes como el agua y
el aire harán que las estructuras de fierro tengan un tratamiento el cual consistirá en
esmaltes alquílicos priorizando las zonas de uniones.

12. 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.

13. Las formas que puede adoptar el cable son:
•Polígono funicular, es la forma que adopta el cable ante fuerzas puntuales.
•Parábola, es la curva que adquiere el cable ante una carga horizontal uniformemente
repartida.
•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.

14. 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.
Las carpas son útiles como cubiertas temporarias y aceptables como techos
permanentes si son altamente pretensadas.

15. Cáscaras
Se denominan estructuras resistentes por la forma a aquéllas cuya resistencia se
obtiene dando forma al material según las cargas que deben soportar. Una membrana
invertida y sometida a las mismas cargas para las cuales se le dio forma originariamente,
seria una estructura de este tipo y desarrollaría sólo compresión, es decir, constituiría el
antífunicular bidimensional de esas cargas.
Su movilidad e incapacidad para resistir tensiones de corte o de compresión,
restringen el uso de las membranas. Todas las desventajas de la acción de membrana se
evitan conservando al mismo tiempo la mayor parte de sus ventajas en las cáscaras
delgadas.

16. Las cáscaras delgadas son estructuras resistentes por
la forma, suficientemente delgadas para no desarrollar
tensiones apreciables de flexión, pero también suficientemente
gruesas para resistir cargas por compresión, corte y tracción.
Aunque se las ha construido de madera, acero y materiales
plásticos, son ideales para construirlas en concreto armado.
Las cáscaras delgadas permiten la construcción
económica de cúpulas y otros techos curvos de formas
diversas, gran belleza y excepcional resistencia, este tipo de
estructura figura entre las expresiones más refinadas del
diseño estructural.

17. Vivienda Tradicional Industrializada de Bloques de Cemento:
Siendo esta la más usada en nuestro país, por su sencillez, economía y de fácil empleo,
presenta:
Una infraestructura que puede ser tanto losa de fundación de concreto armado, como
fundaciones aisladas de concreto armado. Su estructura se caracteriza por ser tipo pórtico,
puede ser metálica u hormigón armado. En sus acabados empleo de los bloque de cemento
para la construcción total de las paredes, tanto internas como externas. Se pueden utilizar
tanto bloques de 10cm, como bloques de 15cm.
El acabado del techo puede ser: machihembrado y teja, tejalí, teja asfáltica, losa, zinc,
entre otros.Los recubrimientos pueden ser de cualquier tipo, todo depende del programa
de vivienda que se es te ejecutando, o si es por autoconstrucción depende de los
requerimientos del propietario.

18. Vivienda de Tubos Estructurales:
Toda la estructura está conformada por tubos estructurales CONDUVEN, las
conexiones son soldadas y apernadas. Puede ser tanto losa de fundación de concreto
armado, como fundaciones aisladas de concreto armado. Pueden variar dependiendo de los
requerimientos del propietario. Las paredes pueden ser tanto de bloques como de láminas
de cemento PLYCEM.

19. Vivienda de muros portantes y Losa Maciza:
Su infraestructura es con losa de fundación de concreto armado. Su estructura es
tipo muro portante de concreto armado, Presenta una eficiente distribución de cargas,
aligerando el diseño de las fundaciones, Riesgo limitado en la formación de grietas debido
al uso de materiales homogéneos, Una mejor resistencia a los esfuerzos laterales como
resultado del vaciado simultáneo del hormigón en muros y losas; se elimina la junta fría.
Este sistema constructivo tiene la libertad de poder usar cualquier tipo de
recubrimiento tanto para las paredes como para el techo, al igual en el uso de materiales
para las ventanas y puertas. Todo depende del plan de vivienda que se esté ejecutando ó
del ente encargado de su proyección.

20. Vivienda de Mallas y Hormigón Proyectado:
Su infraestructura es de losa de fundación de concreto armado. Su estructura de
muros portantes, conformados por paneles de poli estireno y recubiertos con una malla
electrosoldada que luego es rociada con mortero de hormigón. Al igual que otros sistemas
permite la libertad de usar diferentes tipos de recubrimiento tanto en techos como en
paredes, puertas y ventanas.

21. Existe una variedad de sistemas estructurales que se utilizan en la
arquitectura, el tipo de sistema depende de las necesidades del edificio, su altura,
su capacidad de carga, las especificaciones del suelo y los materiales de
construcción dictan el sistema estructural necesario para una construcción. Sus
funciones estructurales especificas resistencia a la compresión, resistencia a la
tensión; para cubrir claros horizontales, verticalmente; en voladizo u horizontal
son importantes para calificar los sistemas disponibles que satisfagan una
función específica.
De esta forma, las soluciones estructurales que se adopten en un
proyecto están sujetas a las restricciones que existen con las interacciones de
otros aspectos del proyecto, como el arquitectónico, instalaciones sanitarias,
entre otros., también por limitaciones en costos, procesos constructivos o por
tiempo de ejecución. Por otro lado, la adecuada selección del sistema estructural
también depende de la altura del edificio, riesgo sísmico que exista en el área, su
clima, capacidad portante del suelo, entre otros.