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Sistemas estructurales

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Sistemas estructurales

  1. 1. INTRODUCCIONLas estructuras soportan cargas externas que deben ser resistidassin que se observe cambios apreciables en su forma o geometría,para tal fin las estructuras generan cargas internas de equilibrio.Estas cargas internas son aquellas que actúan dentro de unelemento estructural y son necesarias para mantener unido a laspartículas o moléculas del elemento estructural cuando laestructura global se encuentra sometida a cargas externas. Sudeterminación es la esencia del análisis estructural.Para obtenerlas se hace uso del método de las secciones cuandola estructura es isostática, basada en un principio estructuralfundamental. Cuando la estructura es hiperestática, esas cargasinternas se calculan usando métodos de análisis estructural.
  2. 2. TIPOS DE CARGAS INTERNASTRACCION COMPRESION CORTANTE FLEXION TORSION
  3. 3. SISTEMAS ESTRUCTURALESUn sistema estructural es aquel compuesto de uno o varioselementos estructurales dispuestos de tal forma que, tanto laestructura total como cada uno de sus componentes, son capacesde mantenerse sin cambios apreciables en su geometría durantelas aplicaciones de carga y descarga.PARTES: Infraestructura SuperestructuraCARACTERISTICAS: Por función arquitectónica Por función estructuralCLASIFICACION: De sección activa De superficie activa
  4. 4. SISTEMAS ESTRUCTURALES DE SECCION ACTIVASon sistemas de elementos lineales rígidos y macizos, incluido suforma compacta de losa, en los que la transmisión de cargas seefectúa a través de la movilización de fuerzas seccionales. Loscomponentes están sometidos a flexión ó solamente a compresióno tracción. Dentro de estos sistemas se tiene a las ARMADURAS ylos MARCOS.Las armaduras o estructuras armadas son ensambles de tirantes(T) y puntales (C) configurados en triángulos con juntas articuladas,de manera que todas las cargas internas sean axiales, sin flexión ysin cortante. Dentro de las armaduras están: 1. Cables arriostrados. 2. Armaduras planas y tridimensionales. 3. Marcos espaciales.
  5. 5. CABLES ARRIOSTRADOS Centro de investigación EL PATCENTER – 1986 (Princeton – NJ - USA)Mástiles de acero tubular (9 pórticos en forma de A). Tirantes de varilla y anillos conectores de acero.
  6. 6. CABLES ARRIOSTRADOS Puente Señor de Burgos – Huánuco - 2005Vigas en arco, tablero y vigas diafragma de concreto armado. Viga cajón de concreto con cables postensados.Péndolas o Tirantes verticales con barras de acero corrugadas.
  7. 7. CABLES ARRIOSTRADOS PUENTE ATUMPAMPA – TARAPOTO – 2009 Tablero de concreto armado.Vigas I longitudinales, transversales y largueros. Tirantes con barras de pretensado (acero).
  8. 8. CABLES ARRIOSTRADOS BY PASS TUPAC AMARU – CUSCO – 2011Tablero de concreto armado. Vigas longitudinales y transversales. Tirantes con barras de pretensado (acero).
  9. 9. ESTRUCTURAS ARRIOSTRADAS
  10. 10. ESTRUCTURAS ARRIOSTRADAS
  11. 11. ARMADURAS PLANAS y TRIDIMENSIONALES
  12. 12. ARMADURAS PLANAS Y TRIDIMENSIONALES CENTRO DE ARTE SAINSBURY – INGLATERRA – 1978 Vigas (armadura tridimensional) de 34 m. de luz. Columnas (armadura tridimensional) de 8 m. Formas 37 armaduras en forma de arco.
  13. 13. ARMADURAS PLANAS y TRIDIMENSIONALES Cobertura de aeropuerto de Seúl - CS
  14. 14. 24 23 22 21 20 19 18 17 16ARMADURAS PLANAS y TRIDIMENSIONALESCOBERTURA ESTADIO DE YANACANCHA – PASCO – 2008 Armadura plana en voladizo de 13 m. de luz (16). Dos templadores, tirantes o tensores. Conexión rígida en columna curva de concreto armado.
  15. 15. ARMADURAS PLANAS y TRIDIMENSIONALESMERCADO CENTRAL DE YANACANCHA – PASCO – 2010
  16. 16. ARMADURAS PLANAS y TRIDIMENSIONALESPUENTE METALICO SOBRE EL RIO HANN – SEUL - CS
  17. 17. MARCOS ESPACIALESCONSTRUCCION DE UN DOMO ESFERICO
  18. 18. MARCOS ESPACIALESMarquesina (cubierta) en el ingreso a hostales. Conexión de esfera sólida con hoyos de fijación.
  19. 19. MARCOS ESPACIALES MUSEO LOUVRE EN PARIS – FRANCIA – 1989Armadura espacial en forma de pirámide (h = 1.70). Altura 22 metros y cubre un claro de 35 metros.
  20. 20. SISTEMAS ESTRUCTURALES DE SECCION ACTIVADentro de estos sistemas se tiene también a los conocidosMARCOS DE CARGA.Los marcos estructurales son aquellos conformados por elementoshorizontales (como vigas y losas) y por elementos verticales (comocolumnas y muros) unidos rígidamente en sus extremos y quetransfieren cargas al suelo o cimentación a partir de su resistencia ala flexión y al pandeo como resultado de sus momentos de reaccióninternos (flectores). A su vez los marcos pueden ser: 1. Columnas y muros. 2. Vigas y losas. 3. Marcos rígidos.
  21. 21. COLUMNAS Y MUROS
  22. 22. COLUMNAS Y MUROSEdificios de albañilería confinada.
  23. 23. COLUMNAS Y MUROSComposición de la albañilería confinada y la albañilería armada.
  24. 24. COLUMNAS Y MUROSConstrucción con albañilería armada.
  25. 25. VIGAS Y LOSASVigas en voladizo para la coberturadel Estadio Municipal de Huariaca.
  26. 26. VIGAS Y LOSAS Encofrado de losas nervadas en una dirección y encofrado de vigas peraltadas.Las losas se consideran como una serie de vigas unidas mutuamente unas a otras.
  27. 27. VIGAS Y LOSASEl espacio entre las almas de viguetas se cubren con materiales ligeros.
  28. 28. VIGAS Y LOSASEncofrado de losas en una dirección (escaleras) y acero en vigas peraltadas.
  29. 29. VIGAS Y LOSASEncofrado de losas en dos direcciones y acero en losas aligeradas y vigas peraltadas.
  30. 30. VIGAS Y LOSASLosa o placa plana (apoyados sobre columnas circulares o rectangulares)
  31. 31. VIGAS Y LOSAS AEROPUERTO INTERNACIONALJUAN VELASCO ASTETE – CUSCOLosas nervadas en dos direcciones.
  32. 32. VIGAS Y LOSASEL NEW NATIONAL GALLERY DE BERLIN – ALEMANIA – 1968 Vigas en dos direcciones (Retícula de vigas). Altura 1.80 metros y espaciamientos a 3.60 metros. Cubre un claro de 65 metros.
  33. 33. MARCOS RIGIDOSPORTICOS (VIGAS + COLUMNAS + LOSAS)
  34. 34. MARCOS RIGIDOSPORTICOS CON PLACAS (VIGAS + COLUMNAS+ LOSAS + PLACAS)
  35. 35. MARCOS RIGIDOSPLACAS (VIGAS + LOSAS + PLACAS) Las placas se consideran como unaserie de columnas unidas mutuamente unas a otras.
  36. 36. MARCOSRIGIDOS
  37. 37. MARCOSRIGIDOS
  38. 38. MARCOS RIGIDOSTorres Gemelas del W.T.C. (1973 – 2001) Estructura de concreto y acero, de 415 metros de altura.
  39. 39. SISTEMAS ESTRUCTURALES DE SUPERFICIE ACTIVASon sistemas de superficies flexibles (con poca o nula resistencia aal flexión) que resisten esfuerzos de tracción, compresión ycortante, transmitiendo las fuerzas a través de la resistencia de lassuperficies y de una forma adecuada de la superficie. Loselementos están sometidos a solicitaciones de membrana, es decir,a fuerzas coplanares. Dentro de estos sistemas se tiene a losSISTEMAS FUNICULARES y los CASCARONES.Los sistemas funiculares son aquellos cuya forma responde a lascargas aplicadas, de modo que las fuerzas internas resultantes sonde compresión o tracción directa. Dentro de estos sistemastenemos: 1. Cables catenaria. 2. Carpas o membranas. 3. Estructuras neumáticas. 4. Arcos. 5. Bóvedas.
  40. 40. CABLES CATENARIA BANCO DE LA RESERVA FEDERALDE MINNEAPOLIS – MINNESOTA (1973) Dos cables catenaria de acero, de 20 cables de 4” cada una. Altura 48.5 metros y cubre un claro de 82 metros.
  41. 41. Museo del Señor de Sipán, Lambayeque CARPAS O MEMBRANAS Se soportan en mástiles internos y/ externos o y en arcos rígidos.
  42. 42. CARPAS O MEMBRANASPISCINA DEL POLIDEPORTIVO DE POZO ESTRECHO - CARTAGENA – ESPAÑA Carpas sobre arcos de madera.
  43. 43. CARPAS O MEMBRANASEstadio Metropolitano de Béisbol En Táchira ( Venezuela )
  44. 44. CARPAS O MEMBRANASCobertura de tribunas del EstadioRiyadh en Arabia Saudita (1986).Se observan mástiles principales de soporte, anillo perimétrico y contravientos.
  45. 45. ESTADIO NACIONAL Lima - PerúAmpliación de infraestructura,Incluido la construcción de la cobertura. Es una combinación de MARCOS RIGIDOS y CARPAS O MEMBRANAS
  46. 46. ESTRUCTURA NEUMATICA Inflada con aire
  47. 47. ESTRUCTURAS NEUMATICASESTADIO SILVERDOME – DETROIT – USA (1974) Soportadas por aire y reforzadas por cables.
  48. 48. ESTRUCTURAS NEUMATICAS PABELLON FUJI EXPO 70 – OSAKA – JAPON Infladas con aire. 16 arcos inflados de L = 78 m. yD = 4.6 m. cada uno, unidas por cuerdas de conexión.
  49. 49. ARCOSArco de adobe reforzado con bambú. Elemento estructural básico en todo tipo de Arquitectura.Resistencia del arco a la compresión (> cuando se impide el movimiento vertical de las dovelas)
  50. 50. ARCOS Arcos de piedra.Los arcos pequeños controlan el empuje.
  51. 51. ARCOSCASA DE CAMBIO DE LONDRES (1990)Altura 65 metros y cubre una luz de 78 m. 4 arcos parabólicos de acero, con tirantes y diagonales de soporte.
  52. 52. ARCOSPUENTE SCHW ANDBACH – SUIZA (1933) Arco bajo tablero de 37 metros de luz
  53. 53. ARCOS (bajo tablero y sobre tablero)PUENTE PEATONAL EN LA GRAN AVENIDA DE LA CULTURA - CUSCO
  54. 54. BOVEDAS Se consideran como una serie de arcos unidos mutuamente unos a otros, o unacombinación de arcos en diferentes posiciones. Pueden ser romanas, parabólicas y apuntadas.
  55. 55. BOVEDASBOVEDAS DE ADOBE (SIGLO XIII a.C.) BOVEDA DE PIEDRA
  56. 56. BOVEDASTUNELES DE CONCRETO ARMADO
  57. 57. BOVEDAS BODEGAS PROTOS (Valladolid – España - 2006) Bóvedas entramadas de 18 mts.de ancho, sobre arcos de madera, unidos por finos puntales de acero inoxidable (V). Las bóvedas están conectadas a la cimentación de concreto mediante columnas de acero.
  58. 58. BOVEDASDOMO TACOMA – W ASHINGTON – USA (1983) Bóveda de entramado de madera laminada.
  59. 59. BOVEDASBóveda de entramado de acero (reforzado con armaduras)
  60. 60. SISTEMAS ESTRUCTURALES DE SUPERFICIE ACTIVADentro de estos sistemas se tiene también a los CASCARONES.Los cascarones son estructuras de superficie delgada, plana ocurva, que transmiten cargas de tensión, compresión y corte a susapoyos, con nulo o pequeños esfuerzos de flexión. Se distinguen delas bóvedas tradicionales por su capacidad para resistir tensiones.La mayoría se construye con concreto amado y también de acero,madera laminada y plásticos reistentes. Dentro de estos sistemastenemos: 1. Cascarones propiamente. 2. Placas dobladas.
  61. 61. CASCARONES HIPODROMO DE LA ZARZUELA EN ESPAÑA - HIPERBOLOIDE (1935)PLANETARIO MCDONNELL EN SAN LUIS – MISSOURI - USA – HIPERBOLOIDE (1963)
  62. 62. CASCARONESMARQUESINA DE ACCESO PEATONAL A EDIFICIOS ADMINISTRATIVOS DE LA UNESCO EN PARIS - FRANCIA (1958)
  63. 63. PLACAS DOBLADASEDIFICIO DE CONFERENCIAS DE LA UNESCO EN PARIS - FRANCIA (1958)
  64. 64. Lo que nuncadebemos hacer
  65. 65. Lo que nuncadebemos hacer
  66. 66. ¡Esto jamás!

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