TABLA DE CONTENIDO

1. Elementos Estructurales.....................................................................................................4

1.1 Esfuerzos que interviene en una estructura................................................................4

2. Columna.............................................................................................................................5

2.1 Especificaciones para el diseño de columnas.............................................................7

3. Vigas..................................................................................................................................8

3.1 Especificaciones para el diseño de vigas....................................................................9

4. Muro de Corte..................................................................................................................10

4.1 Criterios para el diseño de muro de cortes...............................................................10

5. Muro de Carga.................................................................................................................11

6. Cimentaciones..................................................................................................................13

6.1 Clasificación general de las cimentaciones..............................................................14

7. Losas de entrepisos..........................................................................................................14

7.1 Funciones..................................................................................................................14

7.2 Clasificación.............................................................................................................15

7.2.1 Según la dirección de la carga.................................................................15

7.2.2 Según el tipo de material estructural.......................................................15

7.3 Clasificación de las losas o placas vaciadas en el sitio............................................16

7.3.1 Losas aligeradas.......................................................................................16

Recuperable.....................................................................................................16

Perdido............................................................................................................16

7.3.2 Losas macizas..........................................................................................17

8. Albañilería.......................................................................................................................17

8.1 Albañilería simple....................................................................................................18

8.2 Albañilería armada...................................................................................................18

8.3 Albañilería reforzada:...............................................................................................19

Referencias..............................................................................................................................20

1. Elementos Estructurales

Es el conjunto de elementos dispuestos de tal forma que permiten soportar (ayuda a sostener

en posición correcta), o transportar carga sin derrumbarse.

Se considerarán elementos estructurales de hormigón en masa los construidos con hormigón

sin armaduras y los que tienen armaduras sólo para reducir los efectos de la fisuración,

generalmente en forma de mallas se denomina armaduras armadas.

1.1 Esfuerzos que interviene en una estructura

Hay dos tipos de fuerzas en estructuras: Fuerzas interiores (esfuerzos) y fuerzas exteriores

(cargas).

a) Esfuerzos interiores

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b) Esfuerzos exteriores

2. Columna

Una columna (derivada de columen, "sostén", "soporte") es un elemento arquitectónico

vertical y de forma alargada que normalmente tiene funciones estructurales.

Una columna es un elemento axial sometido a compresión, lo bastante delgado respecto su

longitud, para que abajo la acción de una carga gradualmente creciente se rompa por flexión

lateral o pandeo ante una carga mucho menos que la necesaria para romperlo por aplastamiento.

Las columnas suelen dividirse en dos grupos: “Largas e Intermedias”. A veces, los elementos

cortos a compresión se consideran como un tercer grupo de columnas. Las diferencias entre los

tres grupos vienen determinadas por su comportamiento. Las columnas largas re rompen por

pandeo o flexión lateral; las intermedias, por combinación de esfuerzas, aplastamiento y pandeo,

y los postes cortos, por aplastamiento.

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Una columna ideal es un elemento homogéneo, de sección recta constante, inicialmente

perpendicular al eje, y sometido a compresión. Sin embargo, las columnas suelen tener siempre

pequeñas imperfecciones de material y de fabricación, así como una inevitable excentricidad

accidental en la aplicación de la carga. La curvatura inicial de la columna, junto con la posición

de la carga, dan lugar a una excentricidad indeterminada, con respecto al centro de gravedad, en

una sección cualquiera. El estado de carga en esta sección es similar al de un poste corto cargado

excéntricamente, y el esfuerzo resultante está producido por la superposición del esfuerzo directo

de compresión y el esfuerzo de flexión (o mejor dicho, por flexión).

Las columnas de concreto tienen como tarea fundamental transmitir las cargas de las losas

hacia los cimientos, la principal carga que recibe es la de compresión, pero en conjunto

estructural la columna soporta esfuerzos flexionantes también, por lo que estos elementos

deberán contar con un refuerzo de acero que le ayuden a soportar estos esfuerzos.

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2.1 Especificaciones para el diseño de columnas

a) Las columnas deben dimensionarse conforme a todos los momentos flectores

relacionados con una condición de carga.

b) En el caso de columnas situadas en esquina y de otras cargadas en forma desigual en

lados opuestos de direcciones perpendiculares, deben tomarse en consideración los

momentos flectores biaxiales.

c) Es necesario dimensionar todas las columnas para una excentricidad 0.6 + 0.03h por

lo menos donde h es el espesor del elemento de la flexión, y para cargas axiales

máximas no superiores a 0.80 P0 cuando las columnas son de estribos, o de 0.85 P0

cuando llevan esfuerzo en espiral o helicoidal, donde P0 esta dado por la siguiente

ecuación: P0=0.85f ’c(Ag – Ast) + fyAst Donde Ag es el área bruta de la sección

transversal de la columna. Ast es el área total del refuerzo longitudinal.

d) La cuantía mínima del área de las varillas longitudinales de refuerzo respecto al área

transversal y total de la columna, Ag es e 0.01, la cuantía máxima es de 0.08. sin

embargo, en el caso de columnas cuya área seccional sea mayor que la exigida por

las cargas puede usarse un valor más pequeño para Ag, aunque nunca inferior a la

mitad del área bruta de dichas columnas, para calcular la capacidad de carga y el área

mínima de varillas longitudinales.

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3. Vigas

Las vigas son elementos estructurales de concreto armado, diseñado para sostener cargas

lineales, concentradas o uniformes, en una sola dirección. Una viga puede actuar como elemento

primario en marcos rígidos de vigas y columnas, aunque también pueden utilizarse para sostener

losas macizas o nervadas.

La viga soporta cargas de compresión, que son absorbidas por el concreto, y las fuerzas de

flexión son contrarrestadas por las varillas de acero corrugado, las vigas también soportan

esfuerzos cortantes hacia los extremos por tanto es conveniente, reforzar los tercios de extremos

de la viga. Para lograr que este elemento se dimensione cabe tener en cuenta la resistencia por

flexión, una viga con mayor peralte (altura) es adecuada para soportar estas cargas, pero de

acuerdo a la disposición del proyecto y su alto costo hacen que estas no sean convenientes. Para

lograr peraltes adecuados y no incrementar sus dimensiones, es conveniente incrementar el área

del acero de refuerzo para compensar la resistencia a la flexión. Para el diseño de una viga se

deberá considerar también para su dimensionamiento, los esfuerzos de corte, torsión, de control,

de agrietamiento y deflexión.

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3.1 Especificaciones para el diseño de vigas

Los inicios de la teoría de vigas se remontan al siglo XVIII, trabajos que fueron

iniciados por Leonhard Euler y Daniel Bernoulli. Para el estudio de vigas se considera un

sistema de coordenadas en que el eje X es siempre tangente al eje baricéntrico de la viga, y

los ejes Y y Z coincidan con los ejes principales de inercia. Los supuestos básicos de la

teoría de vigas para la flexión simple de una viga que flecte en el plano XY son:

Hipótesis de comportamiento elástico. El material de la viga es elástico

lineal, con módulo de Young E y coeficiente de Poisson despreciable.

Hipótesis de la flecha vertical. En cada punto el desplazamiento vertical solo

depende de x: uy(x, y) = w(x).

Hipótesis de la fibra neutra. Los puntos de la fibra neutra solo sufren

desplazamiento vertical y giro: ux(x, 0) = 0.

La tensión perpendicular a la fibra neutra se anula: σyy= 0.

Hipótesis de Bernoulli. Las secciones planas inicialmente perpendiculares al

eje de la viga, siguen siendo perpendiculares al eje de la viga una vez curvado.

Las hipótesis (1)-(4) juntas definen la teoría de vigas de Timoshenko. La teoría de

Euler-Bernouilli es una simplificación de la teoría anterior, al aceptarse la última hipótesis

como exacta (cuando en vigas reales es solo aproximadamente cierta). El conjunto de

hipótesis (1)-(5) lleva a la siguiente hipótesis cinemática sobre los desplazamientos:

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4. Muro de Corte

Un muro de corte de placas de acero,es un sistema estructural que permite proveer de

rigidez y resistencia ante cargas laterales (como sismo o viento), a una estructura. Está

compuesto por placas verticales de acero (placa de relleno), enmarcadas por columnas y

vigas. En un edificio pueden ubicarse en uno o más vanos y distribuirse en la altura de éste.

Las columnas y vigas que enmarcan la placa se denominan elementos de borde verticales

(VBE) y elementos de borde horizontales (HBE), respectivamente. Una caracterización

general que se encuentra en la literatura relacionada a SPSW [18], es que un muro de esta

clase, sujeto a ciclos de deformación inelástica, presenta inicialmente una gran rigidez y en

general un comportamiento muy dúctil, pudiendo disipar gran cantidad de energía, por lo

cual es considerado un sistema estructural apto para el diseño sísmico de estructuras.

Este tipo de muros se ha usado tanto en construcciones nuevas como en la recuperación

de estructuras dañadas ([6] y [55]). En función de los requerimientos sísmicos sobre la

estructura, la conexión vigacolumna, de los elementos de borde, puede ser simple (sistema

simple) o de momento (sistema dual) [9].

4.1 Criterios para el diseño de muro de cortes

Si bien se señaló antes que la resistencia al corte, atribuida a la placa, se basa en un estado

último, post-pandeo, también se debe notar que existen otros mecanismos de falla para un SPSW,

y que pueden mermar la resistencia basada en el campo de tracciones. Algunos de los modos de

falla reconocidos para un SPSW se enumeran a continuación.

1) Pandeo de la placa de relleno, a lo largo de la dirección de tensión principal de

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2) compresión

3) Fluencia de la placa de relleno, a lo largo de la dirección de tensión principal de

tracción

4) Rotura de la placa de relleno, a lo largo de la dirección de tensión principal de

tracción

5) Falla en flexión de los HBEs o de sus conexiones

6) Falla de la conexión que une la placa con los elementos de borde

7) Falla en compresión de los VBEs

8) Rotura en tracción de empalmes de los VBEs

9) Falla de la placa base de los VBEs, en compresión o levantamiento

10) Falla de la fundación del muro.

5. Muro de Carga

Los muros de carga se dan a conocer como muros portantes y son las paredes que en

determinada construcción tienen función estructural. En otras palabras son las paredes que

soportan otros elementos de la construcción. Los muros más antiguos conservados son los

confeccionados en piedra.

Los romanos fueron los precursores del hormigón, mediante la técnica del Emplectum,

donde se encontraban presente el sillar de piedra, relleno de un mortero preparado con cal, arena

y cascote.

Cuando no se encontraban estas piedras, o era muy costosa su búsqueda, se procedía a

sustituirla por adobe. Por esta razón se llevó a cabo una afinidad entre el emplectum y el tapial.

Con la técnica del tapial se levantaron edificaciones de hasta 6 pisos. Cuando se habla de muros

de carga, hay que reconocer que el material más empleado para esta tarea es el ladrillo, por ser un

material resistente y duradero. El que se incorpora a estos muros es macizo.

Otras veces los muros de carga están confeccionados en bloques de hormigón, destacando

que con este material no se puede lograr una gran altura. Lo que dio la posibilidad de la aparición

del hormigón armado, fue la llegada del acero. De esta forma el método constructivo dio un gran

cambio. Actualmente las estructuras se desarrollan por combinación de vigas y pilares, y es muy

raro cuando un muro adquiere función estructural, funcionando únicamente como divisores de

espacios.

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Los muros portantes tienen que transmitir las cargas al terreno, estos a su vez deben de estar

dotados de cimentación, para que el muro no se clave en el terreno. La cimentación donde se

encuentran los muros de carga es conocida como zapata lineal o corrida. Los muros son

superficies continuas, a los que hay que realizarles aberturas, ya sea para ventanas o puertas, con

la finalidad de iluminar, comunicar espacios y ventilar. Es por esto necesario utilizar el dintel o el

arco. Otro material que se une a la construcción es la madera, por permitir realizar huecos

amplios.

Los arcos también sirven para desviar la carga de los muros a los lados. Los forjados de los

edificios se soportan sobre muros portantes, es por ello que los edificios que emplean muros de

carga son ubicados en dos de las fachadas, siendo también utilizados como aislante acústico y

térmico. En caso de que sí se coloquen muros de carga debe de ser posicionados de forma

paralela a la fachada. Se distinguen de los tabiques no estructurales gracias a su grosor.

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6. Cimentaciones

El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al terreno.

Dado que la resistencia y rigidez del terreno son, salvo raros casos, muy inferiores a las de la

estructura, la cimentación posee un área en planta muy superior a la suma de las áreas de todos

los soportes y muros de carga.

Lo anterior conduce a que los cimientos son en general piezas de volumen considerable, con

respecto al volumen de las piezas de la estructura. Los cimientos se construyen casi

invariablemente en hormigón armado y, en general, se emplea en ellos hormigón de calidad

relativamente baja, ya que no resulta económicamente interesante el empleo de hormigones de

resistencias mayores.

Para poder realizar una buena cimentación es necesario un conocimiento previo del terreno

en el que se va a construir la estructura.

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6.1 Clasificación general de las cimentaciones

Poco profundas

Zapatas

Aisladas

Corridas

De colindancia

Losas de cimentación

Cimientos mampostería de piedra

Corridos

De colindancia

Profundas

Cilindros

Pilotes de punta, de ficción, de control

Cajones de cimentación

7. Losas de entrepisos

Losas o placas de entrepiso son los elementos rígidos que separan un piso de otro,

construidos monolíticamente o en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los muros

estructurales.

7.1 Funciones

Las losas o placas de entrepiso cumplen las siguientes funciones:

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Función arquitectónica: Separa unos espacios verticales formando los diferentes

pisos de una construcción; para que esta función se cumpla de una manera adecuada,

la losa debe garantizar el aislamiento del ruido, del calor y de visión directa, es decir,

que no deje ver las cosas de un lado a otro.

Función estructural: Las losas o placas deben ser capaces de sostener las cargas de

servicio como el mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de los

acabados como pisos y revoques. Además forman un diafragma rígido intermedio,

para atender la función sísmica del conjunto.

7.2 Clasificación

Las losas o placas de entrepiso se pueden clasificar así:

7.2.1 Según la dirección de la carga

Losas unidireccionales: Son aquellas en que la carga se transmite en una

dirección hacia los muros portantes; son generalmente losas rectangulares en las

que un lado mide por lo menos 1.5 veces más que el otro. Es la más corriente de

las placas que se realizan en nuestro medio.

Losa o placa bidireccionales: Cuando se dispone de muros portantes en los

cuatro costados de la placa y la relación entre la dimensión mayor y la menor del

lado de la placa es de 1.5 o menos, se utilizan placas reforzadas en dos direcciones.

7.2.2 Según el tipo de material estructural

Losas o placas en concreto (hormigón) reforzado: Son las más comunes que se

construyen y utilizan como refuerzo barras de acero corrugado o mallas metálicas

de acero.

Losas o placas en concreto (hormigón) pretensado: Son las que utilizan cables

traccionados y anclados, que le transmiten a la placa compresión. Este tipo de losa

es de poca ocurrencia en nuestro medio y sólo lo utilizan las grandes empresas

constructoras que tienen equipos con los cuales tensionan los cables.

Losa o placas apoyada en madera: Son las realizadas sobre un entarimado de

madera, complementadas en la parte superior por un diafragma en concreto

reforzado.

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Losa o placa en lámina de acero: Son las que se funden sobre una lámina de

acero delgada y que configura simultáneamente la formaleta y el refuerzo inferior

del concreto que se funde encima de ella. Tiene un uso creciente en el medio

constructivo nacional.

Losas o placas en otro material: Son placas generalmente prefabricadas

realizadas en materiales especiales como arcilla cocida, plástico reforzado, láminas

plegadas de fibrocemento, perfiles metálicos etc.

7.3 Clasificación de las losas o placas vaciadas en el sitio

7.3.1 Losas aligeradas

Son las que utilizan un aligerante para rebajar su peso e incrementar el espesor

para darle mayor rigidez transversal a la losa. Los aligerantes pueden ser rígidos o

flexibles, y pueden ser.

Recuperable

Cuando después de vaciada y fraguada la losa se puede sacar el aligerante y darle

uso en otras losas. Los hay moldeados en patrón y en plástico reforzado, o

ensamblados, como los de madera y láminas metálicas, el uso más frecuente es

en losas que se deja a la vista la cara inferior.

Perdido

Es el aligerante que no se puede recuperar después de vaciada la losa y son

generalmente de madera o esterilla de guadua. Para utilizarlos, se funde o vacía

primero una torta o capa de mortero con un espesor de 2.5 cm, reforzada con

malla electrosoldada o malla de alambre tipo gallinero; luego se colocan los

cajones aligerantes, se ubica el refuerzo de acuerdo al plano estructural, se funde

el hormigón y finalmente, en la parte superior del aligerante, se funde una capa

(diafragma) monolítica con las nervaduras de la losa y de unos 5 cm de espesor

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7.3.2 Losas macizas

Son las fundidas o vaciadas sin ningún tipo de aligerante. Se usan con espesores

hasta de 15 cm, generalmente utilizan doble malla de acero una en la parte inferior

y otra en la parte superior.

8. Albañilería

Existen tres tipos de albañilería, cuya utilización está determinada por el destino de la

edificación y los proyectos de cálculo y arquitectura respectivos. Estos tipos son:

albañilería simple, albañilería armada y albañilería reforzada.

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8.1 Albañilería simple

Usada de manera tradicional y desarrollada mediante experimentación. Es en la cual

la albañilería no posee más elementos que el ladrillo y el mortero o argamasa, siendo

éstos los elementos estructurales encargados de resistir todas las potenciales cargas que

afecten la construcción. Esto se logra mediante la disposición de los elementos de la

estructura de modo que las fuerzas actuantes sean preferentemente de compresión.

8.2 Albañilería armada

Se conoce con este nombre a aquella albañilería en la que se utiliza acero como

refuerzo en los muros que se construyen.

Principalmente estos refuerzos consisten en tensores (como refuerzos verticales) y

estribos (como refuerzos horizontales), refuerzos que van empotrados en los cimientos o

en los pilares de la construcción, respectivamente.

Suele preferirse la utilización de ladrillos mecanizados, cuyo diseño estructural

facilita la inserción de los tensores para darle mayor flexibilidad a la estructura.

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8.3 Albañilería reforzada:

Albañilería reforzada con elementos de refuerzo horizontal y vertical, cuya función

es mejorar la durabilidad del conjunto.

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Referencias

http://www.arqhys.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_estructural

http://www.educagratis.org/

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