SISTEMAS ESTRUCTURALES Y

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS.

SISTEMAS ESTRUCTURALES

PÓRTICOSEste sistema conjuga elementos tipo viga y columna. Su estabilidad está determinada por la capacidad de soportar momentos en sus uniones. Los pórticos funcionan como estructuras planas ya que las reacciones y acciones deformaciones y luces funcionan en un mismo plano, este sistema estructural permite una gran libertad en los espacios ya que las columnas están en sentido longitudinal

Ventajas

Disipan grandes cantidades de energía gracias a la ductilidad que poseen los elementos y la gran hiperestaticidad del sistema.

Gran libertad en la distribución de los espacios internos del edificio.

Desventajas

Es difícil mantener las derivas bajo los requerimientos normativos.

El sistema en general presenta una baja resistencia y rigidez a las cargas laterales.

ARCOSEl arco es una estructura comprimida utilizada para cubrir grandes y pequeñas luces empleando la mínima cantidad de material posible. Es capaz de resistir cargas determinadas por un estado de compresión simple. Generan fuerzas horizontales que se deben sostener mediante tensores.

Características- Resisten únicamente esfuerzos de tracción pura. -Cualquier cambio a las condiciones de carga afecta a la forma.- Carecen de rigidez transversal. -Las cargas pueden ser muy grandes con relación al peso propio. -No constituye una estructura autoportantes: El diseño exigirá estructuras auxiliares que sostengan los cales a alturas importantes

Tipos

a) Arcos Biempotrados Se construyen Generalmente de Concreto reforzado y en calones profundos.b) Arcos Triarticulados Son los más comunes, en estos la reacción horizontal algunas veces se da por el terreno y en otras mediante un elemento interno a tensión en los denominados arcos atirantados.c) Arcos Biarticulados Se construyen generalmente en madera estructural laminada o en acero. Son estructuras insensibles al asentamiento de los apoyos.

Clasificación según la colocación del tablero en puentes Arcos con tablero superior: Las cargas se transmiten al arco mediante elementos de compresión, denominados montantes o parantes .

Arcos con tablero inferior: Las cargas se transmiten al arco mediante elementos de tensión, denominados tirantes o tensores .

VENTAJAS

Peso propio reducido Mayor velocidad de elevación. Seguridad (rotura progresiva)

DESVENTAJAS

Exigen poleas y tambores más grandes .

CABLESEs un material flexible (no rígido) con una forma determinada, fijado por sus extremos, puede sostenerse por sí mismo y cubrir un gran espacio. Son estructuras apropiadas para cubiertas de grandes luces con material ligeros (livianos) donde el elemento estructural esencial es el cable y el esfuerzo fundamental es el de tracción.

Ventajas

Peso propio reducido. Mayor velocidad de elevación. Seguridad (rotura progresiva).

Desventajas Exigen poleas y tambores mas grandes. Resisten únicamente esfuerzos de tracción

pura. Cualquier cambio en la condiciones de

carga afecta la forma No constituyen una estructura auto portante Carecen de rigidez transversal

LONAS Y CARPASSon estructuras elaboradas con postes, cables y textiles tensionados que permiten diseños de gran variedad y belleza y pueden utilizarse como cubiertas y cerramientos en estadios, coliseos, parques, centros comerciales, aeropuertos, plazoletas de comidas, terminales de transporte, instalaciones deportivas y centros recreativos.

CERCHAS

Este tipo de sistemas tienen la característica de ser muy livianos y con una gran capacidad de soportar cargas. Se utilizan principalmente en construcciones con luces grandes, como techos de bodegas, almacenes, iglesias y en general edificaciones con grandes espacios en su interior

Tipos de cerchas Simple: constituye la armadura bidimensional o

plana mas sencilla, y ante la carga aplicada la única deformación posible es la que se origine por pequeños cambios de longitud de sus barras.

Tridimensional: se denominan armaduras espaciales si tienen juntas que no ejercen pares sobre las barras (es decir, son articuladas en la tres direcciones, comportándose como soportes de bola y cuenca) y si están cargadas y soportadas solo en sus juntas o nudos.

PLEGADURASLa plegadura se basa en formas laminares, por lo general triangulares que conforman sistemas tridimensionales con la unión de sus aristas en ángulos diédricos.La rigidez del conjunto se da por la forma de los componentes y su unión.Las plegaduras por su conformación pueden ser lineales cuando el módulo de plegado se da en una sola dirección.Pueden ser también radiales, cuando los módulos se desarrollan en torno a un centro, o pueden ser plegaduras mixtas.

DOBLE CURVATURA

Son aquellas cuyas secciones normales principales son curvas.La forma mas sencilla de la doble curvatura es la esfera, en la cual todos las secciones son circunferencias.

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

TridimensionalesEs un sistema estructural compuesto por elementos lineales unidos de tal modo que las fuerzas son transferidas de forma tridimensional. Los elementos de la malla son prefabricados y para el armado y montaje no requiere de medios de unión distintos de los mecánicos.Las mallas están compuestas por barras, nudos (elementos prefabricados que pueden ser de diferentes formas) y paneles.

Cúpulas GeodésicasSon unas estructuras de forma semiesférica, formadas por la unión de pequeños elementos triangulares que se ensamblan con facilidad y que al estar hechos de materiales ligeros permiten el techado de grandes espacios sin soportes.

Carpas

Estructura de membrana pretensada de manera que se mantenga tensa ante cualquier condición de carga prevista o fuerzas exteriores, que posee curvaturas pronunciadas en direcciones opuestas.

CONCRETO Y ACERO

Lift-slabLift-Slab Construcción es un método prefabricado de construcción de la losa en el suelo y luego el levantamiento de la estructura .Un tipo de prefabricado utilizado en la construcción de edificios implica el bastidor de suelo y losas de techo en o cerca del nivel del suelo y elevándolos a su posición final, de ahí el nombre de construcción de la losa de elevación.Ofrece muchas de las ventajas de la prefabricación y elimina muchas de las desventajas de almacenamiento, manipulación y transporte.

Núcleos portantes

Se conoce como sistema tipo cajón o tipo túnel a los arreglos entre placas verticales (muros), las cuales funcionan como paredes de carga, y las placas horizontales (losas). Este sistema genera gran resistencia y rigidez lateral,

Ventajas Es un sistema que constructivamente es rápido de

ejecutar, ya que se utilizan encofrados de acero con forma de “U Invertida” que dispuestos en el sitio permiten vaciar los muros y las losas de manera simultánea.

Es un sistema que bien configurado es poco propenso al colapso, ya que ofrece gran resistencia a los esfuerzos laterales.

Termina siendo una estructura mucho más liviana que el sistema aporticado, y gracias a su rigidez lateral se pueden llegar a construir edificios de más de 30 pisos de altura.

Desventajas Por ser un sistema que posee gran rigidez, estará expuesto

a grandes esfuerzos sísmicos, los cuales tienen que ser disipados por las fundaciones, esto significa que debe estar sustentado por un suelo con gran capacidad portante.

Puede llegar a ser un sistema muy vulnerable si la configuración estructural no posee líneas de resistencias en las dos direcciones ortogonales. Por lo cual es muy importante que exista una interacción entre Arquitecto-Ingeniero al momento de realizar el proyecto.

Por poseer losas de delgado espesor, la longitud de los ramales de instalaciones de aguas servidas es limitada. En algunos casos se tiene que llegar a aumentar el espesor de la losa donde van ubicados los baños para poder cumplir con las pendientes.

Cables de suspensiónPor su simplicidad, versatilidad, resistencia y economía, los cables se han convertido en un elemento imprescindible en muchas obras de ingeniería. Por su flexibilidad, los cables solo aguantan fuerzas de tracción, se comportan de forma inversa a los arcos, en los cuales, debido a su curvatura, los esfuerzos cortantes y de flexión se pueden hacer nulos y los esfuerzos de compresión se convierten en el soporte de la estructura.

Modulares

La construcción modular se realiza en fases claramente diferenciadas y que han sido planificadas previamente. Las etapas son controladas en todo momento por el equipo que supervisa la construcción y buscan optimizar los tiempos empleados en cada una de ellas.

Prefabricados

Se conoce como prefabricación al sistema constructivo basado en el diseño y producción de componentes y subsistemas elaborados en serie en una fábrica fuera de su ubicación final y que en su posición definitiva, tras una fase de montaje simple, preciso y no laborioso, conforman el todo o una parte de un edificio o construcción.

Sistemas convencionales

Sistema aporticadoSistema estructural basado en pórticos conformados por la unión rígida de vigas y columnas.Ventajas -Sistema de uso común (sistema tradicional)-Sistema normalizado-Flexibilidad arquitectónica -Mayor aceptación Desventajas -Mayor tiempo de ejecución -Desperdicios -Limitaciones para edificios muy altos

Mampostería estructural

Sistema constructivo donde se contemplan elementos estructurales a muros o paredes conformados por piezas dispuestas de tal forma que puedan resistir cargas.Las unidades de mampostería son: la piedra, adobe, ladrillos y bloques.

Comparación entre sistemas prefabricados y sistemas convencionales.

El sistema tradicional al ser implementado por tantos años se convierte en uno de los métodos más destacados puesto que la gente siente más confianza por lo conocido, donde la experiencia asume gran importancia.

Cabe destacar que los sistemas prefabricados, por su metodología constructiva termina siendo de gran vialidad en cuanto a la reducción de costos, de manejo y de tiempo , logrando tomar posicionamiento y competir con los sistemas tradicionales.

Los sistemas tradicionales tienen mayor flexibilidad a la hora de cambiar espacios, y tienen mejor comportamiento frente a cambios climáticos y de ruido.

Los sistemas prefabricados tienen mayor rigidez estructural

Los sistemas tradicionales requieren mas tiempo y más dinero.