equipo 7 viernes

7/24/2019 Equipo 7 Viernes

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Estructuras de forma activa

Solicitaciones y reglamentaciones


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BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA

Facultad de arquitectura

Profesor: Carlos Alejandro Curro CastilloEQUIPO #7

Bravo Snchez Marcos AntonioHerrera Romero Osmara VianeyPeralta Mendoza Luis Fernando

Romero Romero Begonia


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Cuestionario

1.- Como pueden ser los estados de solicitacininterna?

2.- Cules son los 3 elementos para generar unasuperficie de traslacin?

3.- A que llamamos estructuras neumticas?

4.- Que tipos de membranas hay?

5.- Cmo debe ser la forma de apoyo de lasestructuras de Compresin dominante?

6.- Que es el Pandeo?


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Estructuras de forma activa

Sistemas estructurales que actan por medio de su forma

material que adopta la forma del camino de las cargas

expresadas en la materi a.

Traccin pura Compresin dominante

Los estados de solicitacin interna pueden ser..

Arco

Cpula BvedaEstructuras neumticasEstructuras de

traccin pura

Compuesto por 2 dif. familias


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ESTRUCTURAS DE TRACCION PURA

Las estructuras sometidas exclusivamente a tensiones detraccin se denominan sistemas estructurales de traccinpura y actan adaptando su forma segn la distribucinde las cargas a la que esta sometida la estructura ydesarrollando tensiones exclusivamente de traccin en

todo el sistema.


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Mecanismo de desviacin de cargas

Una estructura sometida asolicitacin de traccin pura,Adquiere la forma del funicularpara el estado de cargas a la cualse halla solicitado al sistema.

Existe una relacin estrecha entrelas forma y las cargas externas: Para un cable uniforme

cargado el polgono funiculares una curva denominadaCatenaria.

Para un cable cuya proyeccinhorizontal de carga esuniforme, la forma que adoptael funicular es de una curva

denominada parbola.


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Materiales

Elementos resistentes de la estructura sometida atraccin pura son:CablesMateriales lineales

Materiales flexiblesMateriales Poco extendibles.


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Estabilizacin de la cubierta

Sistema de cubierta apto para la funcinproyectada.

Elementos modulares livianos.Las deformaciones que se dan en el conjunto causadaspor el efecto del viento se pueden evitar:

Aumentar el peso propio de la estructuraPretensar el sistema para destraccionarlo


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Estructuras de

traccin pura

Simple curvatura Doble curvatura

total

Superficies de

Revolucin.

superficies

cilndricas.

Superficies de

traslacin.

Superficies

cnicas.

Positiva

Paraboloide elptico

Casquete esfrico

Superficie de revolucinCon generatriz curva

Negativa

Paraboloide elptico

Hiperboloide de revolucin

Conoide

Posibilidades formales que adoptan


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Superficies de Revolucin

Se genera mediante la rotacin deuna curva plana, o generatriz, alrededorde una recta directriz, llamada eje derotacin, la cual se halla en el mismo

plano de la curva.


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Superficie de Revolucin Cilndrica

Es generada por la rotacin deuna lnea recta, paralela al eje derotacin, alrededor del mismo;esta superficie determina unvolumen denominado cilindro,que se denomina slido de

revolucin; la distancia entre eleje y la recta se denomina radio.


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Superficies de Traslacin

Para generar una superficie de traslacin son necesarios 3elementos:1.-Generatriz2.-Directriz3.- Plano director

En el caso de superficies curvas existen 2 posibilidades: Que la directriz o generatriz sea una lnea recta : Se

generan superficies de simple curvatura desarrollables. Que la generatriz o directriz sean curvas: Se generan

superficies de doble curvatura.


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Superficie de Traslacin Cnica

Es generada por la rotacin de una rectaalrededor de un eje al cual interseca en unpunto, llamado vrtice o pice, de forma que elngulo bajo el que la generatriz corta al eje esconstante; la superficie cnica delimita

al volumen denominado cono.


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ESTRUCTURAS DE TRACCIN PURA

SITEMAS ESTRUCTURALES DEFORMA ACTIVA


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Son sistemas que, bajo cargas de servicio, sus

elementos estn solicitados a traccin pura obaricntrica, actan mediante su forma.Las fuerzas externas se encausan por la forma,por simples esfuerzos normales.

Son el camino de las fuerzas expresado en lamateria.Se componen por: Tensores Membranas Cables


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Su caractersticafundamental es que: Suforma se adapta a un

funicular de cargasexternas para podercumplir con la funcinde transmitir lascargas. Son los

sistemas econmicospara cubrir grandesluces y conformarespacios, si se tiene encuenta la relacin luz-peso. No obstanterequieren de apoyosimportantes, lo quecomplica su uso.


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CARGAS PERMANENTES Peso propio de la

estructura Peso propio de la

cubierta Peso propio de las

instalacionesCARGAS ACCIDENTALES Viento NieveSE REALIZAN CONMATERIALES

1) Muy resistentes a latraccin 2) Flexibles 3) Poco extensiblesHilos : Soga de fibra vegetal

Soga de fibra


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Elementos resistentesSuperficiales

Membranas: Espesordespreciable y gran superficie:Lonas de tejidos plastificados Mallas y Redes Pelculas, tejidos, etc.

Para cada conjunto de cargasexternas existir una forma deequilibrio: el funicular decargas.

A medida que aumenta elnmero de cargas el polgonofunicular tomar un nmerocreciente de lados (curvafunicular)


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CILINDRICAS: Simple

curvatura REVOLUCION: Doble

curvatura total positiva onegativa.

SILLA DE MONTAR: Doblecurvatura total negativa.

CILNDRICAS. Cubiertas detraccin pesada.REVOLUCIN. Curvas del mismo signo:

Doble curvatura totalpositiva.

Curvas de distinto sigo:Doble curvatura totalnegativa.

TRASLACIN.Silla de montar: Generatriz ydirectriz con curvaturainversa.

FORMALES


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19.2.4. El Reglamento permite utilizar el anlisis experimentalo numrico cuando se demuestre que dichos procedimientosconstituyen una base segura para el diseo.

19.2.5. El Reglamento permite la utilizacin de mtodosaproximados de anlisis cuando se pueda demostrar quedichos mtodos constituyen una base segura para el diseo.19.2.6. En las cscaras pretensadas, el anlisis debe tambincontemplar el comportamiento de la estructura bajo la accinde las siguientes cargas: cargas inducidas durante elpretensado; carga de fisuracin, cargas mayoradas.

Cuando los cables de pretensado estn ubicados dentro de lacscara, el diseo debe considerar las componentes de lasfuerzas resultantes del trazado espacial del cable sobre lacscara.19.2.7. El espesor de una cscara y su armadura deben estardimensionados para las condiciones de resistencia y deservicio exigidas, utilizando el mtodo de diseo porresistencia.19.2.8. El diseo o proyecto estructural debe investigar lainestabilidad de la cscara y demostrar que se han adoptadotodas las medidas para evitarla.

Cap.19 - 423


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19.2.8. El diseo o proyecto estructural debe investigar la

inestabilidad de la cscara y demostrar que se han adoptadotodas las medidas para evitarla.

19.2.9. Los elementos auxiliares se deben dimensionar deacuerdo con las prescripciones de este Reglamento queresulten de aplicacin.

El Reglamento permite suponer que una franja de la cscara,igual al ancho del ala, de acuerdo con el artculo 8.10., actaen forma conjunta con el elemento auxiliar. En dichas reasde la cscara, la armadura perpendicular al elemento auxiliardebe ser como mnimo igual a la especificada en el artculo8.10.5., para el ala de una viga T.

19.2.10. El diseo por resistencia ltima de cscaras delgadasen rgimen membranal solicitadas a flexin, se debe basar enla distribucin de tensiones y deformaciones que sedetermine a partir de un anlisis elstico o inelstico.

19.4.10. La armadura de la cscara, en cualquier direccin,debe tener una separacin mxima de 200 mm, o 2 veces elespesor de la cscara. Cuando la tensin membranal principalde traccin, debida a las cargas mayoradas, exceda de f'c 3 1 , la armadura deber tener una separacin 1,5 veces elespesor de la cscara.


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19.4.11. La armadura de la cscara, en su unin con loselementos de apoyo o con los elementos de borde, se debeanclar o prolongar dentro de dichos elementos de acuerdo

con las especificaciones del Captulo 12, excepto que lalongitud de anclaje mnima debe ser: 1,2 ld 500 mm

19.4.12. Las longitudes de empalme de la armadura de lacscara deben verificar las especificaciones del Captulo 12,excepto que la longitud mnima de empalme de las barras oalambres traccionados debe ser: 1,2 veces el valor indicadoen el Captulo 12, 500 mm

El nmero de empalmes en la armadura principal traccionadase debe mantener dentro de un mnimo prctico desde elpunto de vista constructivo.

En los lugares donde se necesiten empalmes, los mismos se

deben separar, como mnimo, una distancia igual a ld y no sedebe empalmar ms de 1/3 de la armadura en cualquierseccin.


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Estructuras neumticas(solicitaciones y reglamentacin)

Le llamamos estructura neumtica a aquellas cuya forma yestabilidad estn determinadas nicamente o, en gran manera,

por una diferencia de presin de gases, generalmente aire, que

produce en el caso de las membranas esfuerzos de traccin.

Solicitaciones exclusivas

a traccin


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La membrana tensada por presin de aire interior es capaz deresistir fuerzas exteriores, constituyendo as una estructura portante

neumtica que puede estar formada tanto pro una membrana simple

o doble

La presin interna estabiliza la

estructura con presin externa


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Es decisivo para la construccin y diseo de estasestructuras el conocimiento exacto de los distintos estadosde cargas, aunquesu calculo no se realiza para losvalores mximos, ya que se puede ir adaptando a losdiferentes estados de cargas aumentando oreduciendo la presin interior.

Elementos neumticos

que pueden ser regulados

al aumentar o reducir presin

proporcionando la rigidez

necesaria a la estructura


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El peso propio de los materiales es mnimo y puede serdespreciado, si existieran cargas concentradas debernser absorbidas por elementos de refuerzo como cables oredes pero en cualquier caso no debern generar tencionesde compresin en la membrana.

Elementos de refuerzo (red y

cables) ejemplo de cargas

concentradas en una membrana


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En una construccin soportada por aire deben considerarsetres tipos de carga:

Cargas muertas: son el peso propio de la estructura, el cuales tan insignificante el cual puede despreciarse en el momentode proceder al diseo. La influencia del peso propio es mayoren el plano horizontal y desciende gradualmente hasta ceroconforme se acerca al plano vertical.

Cargas suspendidas de la membrana

Cargas vivas: son las causadas por los parmetros climticoscomo la lluvia y como la nieve.

Cargas de presin


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FACTORES FISICO ESTRUCTURALES

Control de humedad

Ya que las membranas son impenetrables, es necesario,para un mayor confort, la penetracin de aire y humedad.Para ello, se agregan faldones de ventilacin, dejandoestos que el aire circule mas fcilmente, pudiendo seromitidos al realizar cambios totales de aire por hora(cuando las membranas son telas forradas).


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Control trmicoPor la delgadez de las membranas, los ndices de aislamientotrmico son muy bajos, asimilndose al de un cristal en unaventana. Para evitar este factor se puede revestir dichamembrana con material aislante, por medio de una

laminacin (colocndose espuma hecha de goma, polistirol,PVC y poliuretano, etc.).


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Acstica

Aunque este tipo de edificios aun no son aptos pararepresentaciones musicales, las cuales poseen grandesexigencias acsticas. Se pueden lograr muy buenosresultados colocando una instalacin de altoparlantescorrectamente dispuesta para eventos tales comoconferencias, reuniones, etc.


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Elementos constitutivos

Membrana estructural Medios para soportar la membrana Medios de anclaje al suelo Medios de entrada y salida

Detalle de la estructura de acero

lista para cubrirse con la

membrana


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MEMBRANA ESTRUCTURAL

Materiales

Los materiales aptos para estructuras deben satisfacerrequerimientos en cuanto a

Traccin Flexibilidad Durabilidad

Los mas apropiados y mas utilizados son las membranashechas de fibras sintticas o fibras de vidrio , revestidaspor pelculas de PVC, polister o poliuretano.

Las pelculas sintticas son de fcil fabricacin pero menordurabilidad.


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Tipos de membranas:

Membranas de tejidos con una capa de revestimiento

Membranas de caucho

Membranas de tejido metlico

Membranas de laminas de metal

Espumas plsticas rigidizantes

Se utilizan para darle la rigidez que necesita la estructura

evitando la necesidad de un continuo suministro de airepara mantenerse erecta. Por ejemplo, la espuma depoliuretano.


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ANCLAJES

La fuerza que ejerce el aire contra la gravedad hace que losdiferentes tipos de membranas que componen la estructuratiendan a ascender, para contrarrestar esta fuerzaascensional es necesario adherir a la estructura una especiede mecanismo capaz de evitar el asenso indeterminado de lamembrana a la cual se le esta aplicando aire. Este

mecanismo es denominado anclaje


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Cualquiera que sea el mtodo empleado para el anclar laestructura, las fuerzas de anclaje deben ser distribuidas

uniformemente en todo el permetro del edificio con el fin deevitar las concentraciones de tensiones en la membrana (amenos que esta este reforzada por cables o redes, en cuyo casoel anclaje deber efectuarse en determinados puntos). Dos sonlos mtodos empleados para contrarrestar esas fuerzasascensionales: El lastre y el Anclaje positivo en el suelo.


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El Lastre

El anclaje a base de lastrese usa principalmente enestructuras que deben desplazarse frecuentemente de unlugar a otro. Como las condiciones del lugar pueden variarconsiderablemente, deben elegirse en cada caso losmtodos de lastre apropiados.

Lastre de agua

A primera vista, el agua puede parecer ideal como lastre,puesto que su precio es insignificante y se encuentrafcilmente, pero como esta es vulnerable a las accionesvandlicas y a los deterioros accidentales solo vasta un agujeropara que peligre toda la estructura. Esto determina la fragilidadque este tipo de lastre presenta.


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Lastre de tierra

Este mtodo consiste en llenar el tubo del lastre con algunamateria slida como tierra, arena o gravilla. El tubo se une alpermetro y se corta a lo largo de su cara exterior parafacilitar las operaciones de vaciado y llenado. Una vez lleno eltubo, se ata o une firmemente a la estructura.

Otra variante de este mtodo consiste en excavar alrededor dela estructura una zanja en la cual se coloca la falda o ala quecorre en el permetro de la misma estructura; con elsubsiguiente relleno de la zanja.Tambin es aconsejable como lastre un material mas denso,como las planchas de hormign y las piedras.


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Sistema de anclaje en el suelo

En este tipo de sistemas la membrana est positivamenteatada al suelo en frecuentes intervalos. Las fuerzas de anclaje

deben distribuirse uniformemente en la membrana y a lolargo del permetro de la estructura, lo que puede lograrse devarias maneras.

Los anclajes del suelo pueden ser clasificados en dos gruposgenerales: los anclajes de superficiey los subterrneos.


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Anclajes atornillados

En estos se remata la membrana con un dobladillo, por elque pasa una cuerda; se toman despus tiras de acero,hierros en ngulo, mangueras o incluso listones de maderay se atornilla, por encima mismo del dobladillo y a travsdel tejido, a un durmiente de madera. Esas secciones deacero o de madera forman una faja continua alrededor del

permetro y se fijan al durmiente de madera quegeneralmente est empotrado en hormign.


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Manguera en dobladillo

Consiste en un dobladillo abierto, cosido en el extremoinferior de la membrana, con aberturas semicircularesdispuestas a intervalos de aproximadamente 1 metro. Eneste dobladillo hay insertadas secciones de manguerasque estn fijadas a los anclajes en las aberturasindicadas


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Anclajes centenarios

Consiste en colocar un cable o una cuerda en catenaria enel interior de una vaina de tejido, que se cose en la basedel material de la membrana. Esta catenaria se fijadirectamente a los anclajes, en frecuentes intervalos.Este sistema es muy flexible y resulta til cuando unaestructura deba usarse en dos o mas lugares con anclajes

dispuesto permanentemente, o cuando en una localidaddebe constituirse estacionalmente una misma estructura


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ABERTURAS DE ACCESOS

Esta es la faceta de la estructura soportada por aire quepresenta el mayor problema de diseo.

Puertas trampa

Puertas sobre deslizantes

Puertas tipo labio


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ESTRUCTURAS DE

COMPRESION DOMINANTEVIDA UTIL CUALQUIER SECCION

Elementos que la componenestn solicitados exclusivamente

A ESFUERZOS DE COMPRESION.


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LIMITANTEBAJO CUALQUIER ESTADO DE CARGASDE SERVICIO

NO APAREZCAN TENSIONES DETRACCIONEN NINGUNA SECCIONDE

LA ESTRUCTURA


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DESVIACIN DE CARGAS

DEFORMACIONES

COMPRESION TRACCION

CONTRARIAS


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Hay un acortamiento den la direccinde la aplicacin de la carga

Y un

ensanchamientoDebido aQue la

Masa del

Cuerpo no vara


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En este tipo de estructuras la forma dela misma coincide con el camino de

las cargas hacia los apoyos.


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TRACCION

AB

BA

TRACCIONK.P=F

COMPRESION(-K).P=-F

Si para una carga Py una forma K laEstructura resulta

Solicitada a traccin

Pura, la inversindela forma producirUna estructura de

Compresin.

La forma dual del cable colgado es el arco


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Estructuras que trabajanA compresin

Debido al peligro dePANDEO

Debe existir una ciertaRigidez transversal

POR LO QUE

LA FORMA NO SE PUEDEADAPTAR A LOS

CAMBIOS DE CARGA


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FLEXOCOMPRESION

La estructura se disea deCompresin pura Para

un estado de cargas Consideradoprincipal (peso propio)


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Bibliografa

http://www.semanbaker.com.mx/index.html

http://hipercroquis.net/2006/11/29/rojkind-arquitectos-torre-absolute-mississauga-ontario-canada/

http://books.google.com.mx/books?id=OzfgDJMEaqMC&pg=PA151&hl=es&source=gbs_toc_r#v=onepage&q&f=false
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