SISTEMAS ESTRUCTURALES DE FORMA ACTIVASon sistemas Estructurales que actan cargas de servicio por su forma de material, donde transmiten esfuerzos de compresin y traccinLas fuerzas externas se encausan por la forma, por simples esfuerzos normales. Son el camino de las fuerzas expresado en la materia.

CARACTERISTICA FUNDAMENTALSu forma se adapta a un funcionamiento de cargas externas, para poder cumplir con la funcin de transmitir las cargas.TIPOS DE ESTRUCTURAS DE FORMA ACTIVA CABLESSon estructuras que tiene resistencia al esfuerzo de traccin ARCOSSon estructuras compuestas por una nica pieza, tiende a una reparticin fuerzas. PUENTESEs una estructura disea para soportar cargas.

TIPOS DE CARGAS

CARGAS PERMANETES peso propio de la estructura peso propio de la cubierta peso propio de las instalacionesCARGAS ACCIDENTALES viento nieve

SISTEMA DE SUPERFICIE ACTIVA

Son estructuras que transmiten fuerzas, principalmente por su continuidad superficial y su forma. En la cual actan esfuerzos cortante y axial.ELEMENTOS RESIETNTES SUPERFICIALES Membranas: Espesor despreciable y gran superficie: lonas de tejidos plastificados Mallas y Redes Pelculas, tejidos, etc.CARACTERISTICA FUNDAMETALLa adaptacin de los elementos que constituyen la estructura, pues al recibir las cargas adoptan una forma de equilibrio, compromiso entre la forma y la carga externa.

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE SUPERFICIE ACTIVA

ESTRUCTURA DE TRACCION PURA CON FORMA DE SECTOR DE SUPERFICIE CILINDRICAESTRUCTURAS DE COMPRESION DOMINANTESon estructuras que durante su vida til, cualquier seccin de los elementos resistentes estn sometidos a compresin.

TRACCION: No hay rigidez transversal, la estructura coincide con el polgono funicular, hay traccin pura o Bari cntricaCOMPRESION: la estructura debe tener rigidez transversal por que existe el peligro de pandeo, la rigidez transversal impide la deformacin de la estructura aunque la carga vari .

TIPOS DE CUBIERTAS DE COMPRESION DOMINATES.

Sistemas Estructurales de Masa Activa:Son sistemas donde la masa define la resistencia, donde sus elementos son rgidos y macizos (incluida su compactacin como la losa) donde la transmisin de cargas se efecta a travs de la movilizacin de fuerzas seccionales. Conformado por elementos longitudinales de seccin transversal limitada, los cuales resisten las cargas por efectos de flexin. Ejemplos de este sistema son los prticos, vigas, columnas, pilares, emparrillados, placas y losas. Los efectos de la carga se presentan en la seccin transversal a la longitud del elemento, tal es el caso de la viga; adems tambin se manifiestan efectos de tensin y compresin junto con efectos de corte que generalmente que suelen ser pequeos; la transmisin de fuerzas a flexin es mucho menos eficiente que la transmisin axial. Las vigas se pueden unir rgidamente a elementos verticales a travs de nudos, permitiendo mejorar la capacidad de carga, disminuir las deflexiones y ms capacidad para resistir fuerzas horizontales, a esta unin se le llaman prticos.Otro caso de Sistema de masa activa son los Emparrillados, que son elementos rectos horizontales en ambas direcciones que estn unidos rgidamente por nudos, esto permite aumentar la capacidad portante de la viga y reducir las deflexiones. Las Placas o Losas distribuyen uniformemente la masa, desapareciendo as las vigas individuales.Actualmente el elemento estructural ms popular en la construccin es la viga, porque permite soportar grandes cargas con una altitud limitada; sin embargo estas condicin tambin puede permitir grandes deflexiones, para ello se controlara con alturas mnimas. Los materiales que conformaran la viga deben poder resistir esfuerzos de tensin y compresin casi en la misma magnitud. Para ello la industria de la construccin utiliza la combinacin de dos materiales ideales para complementarse en los requerimientos estructurales, uno es el acero que permite una gran resistencia a la tensin y el concreto que es altamente resistente a la compresin, a esta combinacin se le llama concreto reforzado con acero o concreto armado.

Se nos presenta una superficie, donde en la mitad no se produce ningn esfuerzo llamada lnea neutra o superficie neutra. Por encima de ella los esfuerzos internos son a compresin y por debajo a Traccin en el caso de momentos positivos, usualmente en vigas simplemente apoyadas con cargas gravitacionales. El mecanismo resistente est dado por la dupla tensin-compresin, que conforma el denominado momento resistente, y mostrado en la figura.

Las vigas son los elementos ms usados en las estructuras. Son tan comunes que en muchas ocasiones se olvida estudiar otras formas, ms eficientes. El mismo Torroja deca, que era necesario prevenirse contra la tendencia de los ingenieros a imponer esta forma en nuestras escuelas de ingeniera: Es un error demasiado corriente en los ingenieros empezar a calcular la viga nmero uno, sin antes haber meditado si la construccin debe llevar vigas o no.PORTICOSLos prticos simples (de un vano) tienen comportamiento monoltico y es ms resistente tanto en cargas verticales como en horizontales. A medida que aumenta el ancho y la altura del edificio es ms practico aumentar el nmero de vanos, reduciendo as la luz de las vigas y absorbiendo de manera ms econmicas las cargas horizontales.

Sistemas Estructurales de Vector Activo:Las estructuras de vector activo estn comprendidos por las cerchas o armaduras, son estructuras de miembros rectos, dispuestos de manera triangular, donde la aplicacin de cargas concentradas se da en los nudos y presentan fuerzas internas de traccin y/o compresin en sus elementos. Son de uso prctico y temporal en la ingeniera, por su facilidad de armado y por su gran resistencia. Permite soportar grandes cargas transversales, como en la accin de viga, pero las deflexiones y la cantidad de material es menor.

INTRODUCCION

Una viga o una estructura se dice que es hiperesttica cuando:nmero de ecuaciones de equilibrio < nmero de incgnitas de las reacciones

stos casos suelen presentarse cuando la viga o la estructura tiene apoyos (ligaduras) de msSe denomina grado de hiperestaticidad :a la diferencia entre el nmero de incgnitas de las reacciones y el nmero de ecuaciones de equilibrio de la esttica.Para resolver la hiperestaticidad es necesario aadir ecuaciones de deformacin, tantas como sea el grado de hiperestaticidad, de tal forma que:

n ecuaciones de equilibrio + n ecuaciones de deformacin = n incnitas

El mtodo de resolucin ser el transformar la viga hiperesttica en una viga isosttica equivalente, liberndola de sus ligaduras de ms y sustituyendo sus acciones por fuerzas o momentos de magnitudes tales que la viga isosttica conserve las coacciones que las ligaduras ejercan sobre la viga hiperesttica.

2. Grados de indeterminacin (Hiperestaticidad)En el anlisis estructural se consideran dos tipos de indeterminacin, la esttica y cinemtica. La primera tiene relacin con las fuerzas y la segunda con los desplazamientos.2.2.1. Indeterminacin estticaSe refiere a un exceso de reacciones y fuerzas internas desconocidas, comparadas con las ecuaciones de equilibrio de la esttica. Esto da lugar a clasificar las estructuras como estticamente determinadas y estticamente indeterminadas. Las fuerzas internas o reacciones desconocidas que no se pueden obtener con las ecuaciones de equilibrio se denominan fuerzas redundantes y el nmero de fuerzas redundantes define el grado de indeterminacin esttica o hiperestticidad. Existen dos tipos de indeterminacin esttica: externa e interna, la indeterminacin externa se refiere al nmero de reacciones redundantes de la estructura y la indeterminacin interna al nmero de fuerzas de la estructura que no pueden conocerse con las ecuaciones de la esttica. El grado total de indeterminacin es la suma de ambas. 2.2.2. Indeterminacin cinemticaSe refiere al nmero de desplazamientos desconocidos o redundantes que describen el comportamiento de la estructura (movimiento) cuando sta se sujeta a acciones de carga. 2.2.3. Clasificacin de estructurasLas Estructuras se dividen, desde el punto de vista de los mtodos de anlisis, en isostticas o estticamente determinadas, hiperestticas o estticamente indeterminadas. Las primeras son aquellas que se pueden resolver utilizando nicamente las ecuaciones de equilibrio de la esttica. Por el contrario, para analizar estructuras hiperestticas es necesario plantear, adems de las ecuaciones de equilibrio, ecuaciones de compatibilidad de deformaciones entre los elementos de la estructura y los apoyos.2.3. Clculo del grado de indeterminacin o HiperestaticidadCuando una estructura es Isosttica, su grado de indeterminacin G = 0, ya que es estticamente determinada. Las estructuras Hiperestticas pueden tener distintos grados de indeterminacinG 0, si una estructura es inestable su grado de indeterminacin es G 0. G 0 Estructuras hiperestticas G = 0 Estructuras IsostticasG 0 Estructuras InestablesEn el caso de armaduras y marcos pueden ser externa o internamente indeterminadas. Son externamente indeterminadas cuando el nmero de reacciones es mayor que el nmero de las 4 ecuaciones de equilibrio ms las ecuaciones de condicin. La indeterminacin interna ocurre cuando el nmero de miembros es mayor al mnimo necesario para que la estructura sea estable

Donde:G = Grado de hiperestaticidad total G = Grado de hiperestaticidad externa G = Grado de hiperestaticidad interna = Nmero de reacciones = Nmero de ecuaciones de la esttica = Nmero de elementos = Nmero de nodos C = Ecuaciones adicionales de condicinGL = Grado de libertad o desplazamiento redundante