SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

Benemrita Universidad Autnoma de PueblaSistemas Constructivos y Sistemas Estructurales

FaBuapPresentan:Ayala Cornejo RodrigoLpez Navarro RicardoMartnez Snchez Ana DanaeRamrez Ramrez Julio CesarGmez Aca Carlos A. Primavera 2014Sistemas constructivosCimentacin PisosSubsistema de marcos rgidosContraventeados

Sistemas estructurales

CimentacinColumnasMurosLosasTrabes

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

La profundidad y la anchura de los mismos se determinan por calculo, de acuerdo con las caractersticas del terreno, el material de que se construyen y la carga que han de sostener.

Cimentacin de mamposteraPara muros de carga y castillos1 o 2 escarpiosMaterial: piedra braza

Cmo construir una cimentacin de mampostera?

Levantamiento topogrfico

Limpieza y despalme

Trazo y nivelacin

Mejoramiento del terreno

Marcar con cal los anchos de la zanja de la excavacin

Excavacin de cepas de cimentacin

Excavacin de cepas de cimentacin

NOTA: Tomar en cuenta el abundamiento, el escarpio o ngulo de reposo del material a excavar y disponer la superficie necesaria para depositar el producto de la excavacin, previniendo derrumbes que podran ocasionar accidentes y perdidas de tiempo.*Observaciones para la propuesta del cimiento:

Profundidad de desplante min. 60cm.

Ancho de la base del cimiento no ser menor a 60cm.

Ancho de la corona ser de 30cm min.

Pendiente del escarpio min. 60cm y tendr un ngulo de 60.

basecorona

escarpioHumedecer la piedra braza y el fondo de la zanja

Preparacin de mortero:

5 botes de arena + 2 botes de agua +1 saco de mortero

Colocacin de plantilla

Colocacin de piedra baza

Se debe dejar en el cimiento los huecos donde se colocarn las tuberas para el drenaje y el lugar donde se anclarn los castillos.Colocacin de tubo

Colocacin de cadenas de desplante y anclaje de castillos

Colocacin de cadenas de desplante y anclaje de castillos

Colado del anclaje de castillos

Rellenado y apisonado de cepas

Colado de cadena de desplante

Zapata aisladaPara columnasPieza rectangular o cuadradaMaterial: acero y concreto

Construccin de una zapata aislada

1) Trazo y nivelacin

2) Excavacin

3) Afinacin

4) Armado de parrillaCorte de varillaDoblado de varilla (escuadras)Armado transversal y longitudinal

5) Plantilla

6) Colocacin de parrillaUbicacin de parrilla en la cepaColocacin de pollos

7) Colocacin de columnaAnclaje de columna (escuadras)

8) Colado de Zapata

9) Elaboracin de dadoCortado y Armado de varillaColado

Losa de cimentacinColumnas y murosPieza rectangular o cuadradaMaterial: acero y concreto

Cmo construir una losa de cimentacin?

Trazo y nivelacin

Se coloca una capa de plstico

Malla electrosoldada.

Instalaciones

Colocacin de castillos

Cimbra perimetral

Colado

Vibrado

Pulido

Para su preparacin se proceder a la extraccin y corte de las races de rboles o arbustos. Una vez limpio el suelo, se harn los rellenos necesarios, con tierra u otro con la finalidad de tapar vacos, estabilizar y compactar el suelo y en caso necesario, aplicar algn material capaz de aumentar la capacidad de carga del mismo.

Pisos

Un buen piso contar con una buena sub-base y mejor base para proporcionar una superficie firme. La piedra triturada y la grava cementada, son materiales ideales para utilizarse como base.

Antes de la sub-base o base, el suelo se rellenara, estabilizara y compactara adecuadamente. Las capas requeridas para el relleno de la terracera, se harn con espesores no mayores de 15 cm.

- Sobre la base se vaca una pequea capa de concreto afinado (3cm) que sirve para nivelar e impermeabilizar.

- Una vez aplicado el impermeabilizante, se vaciara un firme de 8 a 10 cm de espesor, para recibir despus de fraguada y colocadas las maestras, el acabado de ladrillo recocido. PISO CON LADRILLO

- Para su colocacin se sigue el mismo procedimiento constructivo que el empleado para el piso con ladrillo.PISO CON LOSETA

- Como en los casos anteriores, primeramente se preparar la base.- Para evitar manchas, es recomendable agregar al firme de concreto un aditivo integral.- Antes de vaciar el concreto, se colocaran las maestras- Ya vaciado se colocaran otras maestras indicando el NPT, dejando un espesor de 5 mm que ser ocupado por un mortero de cemento-arena cernida como acabado finalPISO DE CONCRETO

- Bsicamente se compone de base y capa superior o recubrimiento.- La base esta formada por una mezcla de cemento Portland normal y arena azul.- El recubrimiento se forma con una mezcla de cemento blanco, arena cernida y color para cemento.- La pasta se vaca sobre los moldes metlicos, se le aplica una presin de 70kg/cm2 y se retira los moldes para recibir el fraguado de 10 das mnimo.PISO DE MOSAICO DE PASTA

- Son pegadas a una hoja de papel cuyo pegamento se disuelve con el agua, facilitando su colocacin.PISO DE MOSAICO DE PASTA

- Se coloca sobre un firme de concreto, que debera estar bien nivelado. - Arriba del firme se coloca una capa de mortero de cemento-arena, dejando finalmente una delgada capara de cemento blanco con arena fina para pegar la placa.- Finalmente se lecharan las juntas con cemento blanco y agua.PISO DE MOSAICO DE PASTA

SISTEMAS ESTRUCTURALES En la eleccin del sistema estructural son importantes el tipo y magnitud del esfuerzo a que estar sometida la estructura, las caractersticas de las solicitaciones y la geometra de la estructura considerada como un conjunto. Las Estructuras se pueden construir de:- Madera- Mampostera - Concreto- Acero- Combinaciones de estos materiales

Art. 137: Los procedimientos de revisin de la seguridad estructural deben ser aprobados por la Secretara de Obras y Servicios.Art. 138: La Secretara de Obras y Servicios expedir las normas que definan los requisitos especficos de materiales y sistemas estructurales.

MARCOS RIGIDOS Muros de CargaLa primera forma estructural empleada consista en un sistema de pisos ( losa y trabe) apoyados sobre muros que transmitan la carga a la cimentacin y el suelo. Originalmente los elementos horizontales de carga fueron de madera, hasta principios del siglo pasado en que empezaron a utilizarse las vigas de acero para posteriormente utilizar el concreto reforzado. Este sistema es an utilizado en edificios de habitacin de poca altura en los que los muros son utilizados como muros de carga y adems dividen el interior del edificio. su espesor puede alcanzar valores prcticos mximos de 28 cm.

MARCOS RIGIDOS Marcos RgidosEl empleo de este sistema se debi al desarrollo de nuevos materiales y sistemas de construccin (concreto armado, acero soldado) y a nuevos mtodos de anlisis y dimensionamiento. El sistema convencional Losa Trabe - Columna (Marco Rgido) ha sufrido variaciones, ejemplo: el desarrollo de la losa plana que al no contener vigas o trabes redunda en una mayor economa en cimbra, acabados, peralte, alturas de entrepisos logrndose de esta manera adicionar un entrepiso por cada 10 construidos.

MARCOS RIGIDOS

Figura N 1: Losa Trabe Columna (Marco Rgido)

MARCOS RIGIDOSFigura N 2: Sistemas aporticados

MARCOS RIGIDOS Qu son los Marcos Rgidos?Un tipo de estructura son los marcos rgidos que actualmente han ido tomando fuerza debido a que facilitan la estructuracin de los edificios y ms con el uso del acero posibilita cubrir grandes luces.

MARCOS RIGIDOS Tipos de Marcos OrtogonalesDE SOPORTE LATERAL:Muros y Tirantes cruzadosDE SOPORTE VERTICAL Columnas y murosDE ESPACIAMIENTO HORIZONTALPisos, Losas, Armaduras, vigas.

MARCOS RIGIDOS Beneficios o Ventajas de usar los Marcos RgidosInterior libre o espacio universalFlexibilidad en el aprovechamiento del espacio interior.Rpida construccin.Diseo flexible incomparableMenor CostoVariedad de columnasMnima pendiente de la cubierta

LOS CONTRAVENTEOS SON ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE RIGIDIZAN LA ESTRUCTURA, DISTRIBUYEN LOS ESFUERZOS PRODUCIDOS POR LOS DIFERENTES TIPOS DE CARGA Y LOS TRASMITEN A LA CIMENTACIN. SON ELEMENTOS BSICOS QUE NOS PERMITEN OBTENER EDIFICIOS DE GRANDES CLAROS Y ALTURAS CON DISEOS EFICIENTES Y ECONMICOS.

AL ELEMENTO O REFUERZO QUE CREA UNA RIGIDEZ LATERAL ES COMNMENTE LLAMADO CONTRAVENTEO PUEDE APORTARSE A LA ESTRUCTURA EN FORMA DE TENSORES, DIAGONALES, MUROS,

EL CONTRAVENTEO PUEDE SER DE CUATRO TIPOS:

1) DISCRETO2) CONTINUO3) RELATIVO4) DEPENDIENTECONTRAVENTEOS

Norma Tcnica Complementaria 6.6. Contraventeos

CONTRAVENTEO DISCRETO

EL CONTRAVENTEO DISCRETO RESISTE Y APORTA RIGIDEZ LATERAL SOLO EN SECTORES ESPECFICOS Y DONDE EST LOCALIZADO(UNIDO) AL MARCO Y/O ELEMENTO ESTRUCTURAL.

TAMBIN, SE REFIERE A ESTE CONTRAVENTEO COMO CONTRAVENTEO NODAL.CONTRAVENTEO RELATIVO

ESTE TIPO DE CONTRAVENTEO ES AQUEL QUE PROPORCIONA CONTROL DE DISTORSIONES LATERALES BAJO EL PRINCIPIO DE COMPATABILIDAD DE DEFORMACIONES DE DOS PUNTOS, AL UNIRSE CON ALGN ELEMENTO ESTRUCTURAL.

ESTE TIPO DE CONTRAVENTEO ES MUY POPULAR Y PUEDE ESTAR REPRESENTADO POR DIAGONALES A NODOS, CONCENTRICAS EN LA VIGA DEL MARCO Y EXCENTRICAS EN LA VIGA DEL MARCO.

CONTRAVENTEO CONTINUO

EL CONTRAVENTEO CONTINUO ES AQUEL QUE SE LE PROPORCIONA A ELEMENTOS ESTRUCTURALES Y/O MARCOS DE MANERA CONSTANTES EN ALGUNO DE SUS PLANOS.

UN EJEMPLO ES LA FIGURA (6.12) DONDE LA VIGA TIPO I ESTA ANCLADA A UNA LOSA Y ESTA INTEGRACIN DE TRABE Y LOSA, BENEFICIA DIRECTAMENTE A LA TRABE. ES COMN DARLE TAMBIEN EL NOMBRE DE ARRIOSTRAMIENTO CUANDO RESTRINGE DE ALGUNA MANERA LA DEFORMACIN DEL ELEMENTO CONTRAVENTEADO.

CONTRAVENTEO DEPENDIENTE

PARA EL CONTRAVENTEO DEPENDIENTE ES BASICAMENTE LA APORTACIN DE CONTRAVENTEO SIEMPRE Y CUANDO LA CONFIGURACIN DEFORMADA DEL ELEMENTO O ESTRUCTURA QUE ES CONTRAVENTEADO HAGA DEPENDER Y PRESCINDIR DEL ELEMENTO QUE CONTRAVENTEA

CRUZ DE SAN ANDRES

El arriostramiento ms simple es la cruz de San Andrs, que consiste en 2 tirantes que pueden trabajar alternativamente en traccin aunque hay otras alternativas que precisan barras que puedan trabajar alternativamente a compresin.

A-1Construccin RemachadaEstructuracin simple (Finales del siglo XIX y principios del XX)Acero bsico ASTM A7MARCO RIGIDO A-2Construccin RemachadaEstructuracin simple o patas de gallo(edificio tpico de la dcada de los cuarenta)Acero bsico ASTM A761Inicialmente, las conexiones entre miembros estructurales se realizaban usando remaches. El mtodo de instalacin de estos conectores, sin embargo, produca una gran variabilidad de la resistencia de la conexin y generaba detalles sensibles a fractura.MARCO RIGIDO A- 3Construccin SoldadaEstructura a base de marcos rgidos en dos direcciones (edificio tpico de mediados de la dcada de los cincuenta hasta fines de los sesenta)Acero bsico ASTM A36

62El proceso de soldadura significo un gran avance en la tecnologa de la construccin en acero. Las vigas de armadura o alma abierta se utilizaban para permitir el paso de ductos de servicios. Si bien estas vigas son mas livianas, tienen una capacidad de carga menor que las vigas de alma llena y requieren que las columnas estn menos espaciadas.MARCO RIGIDO

A- 4Construccin SoldadaEstructura a base de marcos rgidos en dos direcciones(edificio tpico de principios de la dcada de los ochenta hasta principios de los noventa)Acero bsico ASTM A3663Esta fue la estructura tpica hasta despus del terremoto de Northridge (1994). Las alas de las vigas se conectaban directamente a las alas de las columnas a travs de soldadura de penetracin completa, mientras que el alma se conectaba usando una placa de corte soldada a la columna y a la viga. Debido a una combinacin de factores de diseo, construccin y detallamiento, este tipo de estructuras desarrollaban fracturas importantes incluso para sismos de mediana intensidad, lo que origino una renovacin del concepto de conexin soldada viga-columna.La losa de hormign armado fue reemplazada por una losa de hormign sobre una placa de acero corrugada, la que permiti mayor velocidad de construccin al ser autosoportante.MARCO RIGIDO

A- 5Construccin Soldada o AtornilladaEstructura a base de marcos rgidos en dos direcciones(edificio tpico de la poca actual con o sin diagonales de contraventeo concntricos)Acero bsico ASTM A3664Posterior al sismo de Northridge, se desarrollaron detalles soldados mas adecuados y se comenz a privilegiar el uso de marcos contraventeados, los que sufren deformaciones ms pequeas que los marcos rgidos equivalentes.En edificios de mediana altura y altos, se recomienda el uso de contraventeos verticales para obtener estructuras ms econmicas (menos pesadas) y limitar los desplazamientos laterales.MARCO RIGIDO

A- 6Construccin CompuestaEstructura a base de marcos rgidos en dos direcciones(edificio tpico de principios de la poca reciente) Acero bsico ASTM A36 y acero de alta resistencia65En la bsqueda de un mejor aprovechamiento de los materiales y de una mayor resistencia a las altas temperaturas, se desarrollaron columnas compuestas donde el perfil de acero estaba embebido en hormign, o bien el hormign rellenaba un perfil tubular. Las conexiones en este tipo de estructuracin representan la mayor complicacin a la hora de obtener comportamiento dctil del sistema estructural.MARCO MIXTO A-7Combinacin de Sistemas Estructurales

66As como se busc el uso de materiales compuestos, tambin se ha explorado la utilizacin de sistemas mixtos. En este ejemplo, el muro provee la mayor parte de la rigidez lateral del sistema en los primeros pisos, mientras que el marco rgido hace lo suyo en los pisos superiores. De esta forma se obtiene estructuras con miembros mas livianos en los pisos inferiores. Adems, se aumenta la seguridad estructural ya que si falla el marco rgido, todava esta el muro y viceversa.MARCO MIXTOA-8Combinacin de Sistemas Estructurales

67Otro tipo de sistema mixto es el que combina marcos contraventeados con muros de albailera.MARCOCONTRAVENTEADO A- 9Construccin Hacia el 2000Estructura a base de marcos rgidos en dos direcciones, contraventeos excntricosAcero bsico ASTM A36 y acero de alta resistencia

68Nuevos sistemas estructurales aparecieron tambin despus de Northridge. Entre ellos, los marcos con contraventeos excntricos, donde el segmento corto de viga que queda entre el extremo del contraventeo y la columna o entre los dos contraventeos hace las veces de fusible, limitando el dao de los otros miembros estructurales. Adems, el mecanismo de falla de este segmento es muy dctil, con lo que el desempeo de la estructura mejora.MARCOCONTRAVENTEADO A- 10Construccin Despus del 2000Estructura a base de marcos rgidos en dos direcciones, con aisladores de base odisipadores de energa y aceros de alta resistencia.

69En las ltimas dcadas se ha producido un nuevo cambio de enfoque del diseo. Este nuevo enfoque apunta a disear estructuras que restrinjan el dao a elementos de reemplazo simple y que cuenten con dispositivos que disminuyan la respuesta estructural ante solicitaciones ssmicas o de viento. Es as como han surgido dispositivos activos y pasivos de aislacin ssmica, de disipacin adicional de energa y de modificacin de la respuesta en general.SELECCIN DEL MATERIAL DE ACUERDO CON LA ALTURA DE UNA EDIFICACINBAJA MEDIA ALTA Acero y mampostera Concreto reforzado Acero Concreto reforzado Acero Concreto de alta resistencia Concreto presforzado Concreto prefabricado Estructura mixta de acero y concreto Concreto prefabricado Concreto presforzado Concreto postensado MamposteraNOTAS: Altura baja: entre 1 y 5 nivelesAltura media: entre 5 y 20 nivelesEdificio alto: ms de 20 nivelesPREFERENCIA DEMATERIALES70En esta lmina se entrega recomendaciones, considerando criterios universalmente aceptados, de los materiales ms adecuados para construir de acuerdo a la altura del edificio. Se puede observar que el acero es una opcin para cualquier altura.SISTEMAS ESTRUCTURALESCimentacinSe denominacimentacinal conjunto de elementos estructurales cuya misin es transmitir las cargas de la edificacin o elementos apoyados a este alsuelodistribuyndolas de forma que no superen su presin admisible ni produzcan cargas zonales.

Cimentaciones superficiales o directasSon aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo. En este tipo de cimentacin, la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.

Art. 169: La edificacin se soportar por medio de una cimentacin.

Cimentaciones ciclpeas

Zapatas aisladas

Norma Tcnica Complementaria 6.4. ZapatasZapatas corridas

Zapatas combinadas

Losas de cimentacin

Cimentaciones semiprofundasPozos de cimentacin

Muros de contencin bajo rasante

Cimentaciones ProfundasSe basan en elesfuerzo cortanteentre el terreno y la cimentacin para soportar las cargas aplicadas, o ms exactamente en la friccin vertical entre la cimentacin y el terreno. Deben ubicarse ms profundamente, para poder distribuir sobre una gran rea, un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga.Pilotes

ColumnasEs una barra apoyada verticalmente, cuya funcin es la de soportar cargas o el peso de otras partes de la estructura. Los principales esfuerzos que soporta son de compresin y pandeo.

Norma Tcnica Complementaria 6.2. Columnas La dimensin transversal menor ser por lo menos igual a 200mm.

ColumnasLos materiales de los que est construido son muy diversos, desde la madera al hormign armado, pasando por el acero, ladrillos, mrmol, etc. Suelen ser de forma geomtrica regular (cuadrada o rectangular) y las columnas suelen ser de seccin circular.

Encofrado de Columna

MaderaAluminioLas columnas que servirn de molde para el vaciado de concreto.Los encofradores empezarn por habilitar la madera, debern verificar que se encuentre en buen estado, limpia de desperdicios y no arqueada.A los fierros de las columnas se les debe adherir unos dados de concreto de 2 cm. de espesor, que actan como separadores, evitando que se peguen al encofrado, de manera que tengan suficiente concreto de recubrimiento y que en un futuro no se oxiden.

En caso de que se est encofrando una columna que colinda con el muro de una propiedad vecina, debemos colocar una plancha de tecno por para conservar la separacin entre las dos propiedades. Esta separacin permitir que, durante un sismo, nuestra vivienda se mueva de forma independiente sin chocar con la vivienda vecina.

MurosElementos estructurales que transmiten fundamentalmente cargar verticales y que permiten el cierre de los espacios

Norma Tcnica Complementaria 6.5. Muros

Muros Portantes

Muro no Portante

Losas Elemento estructural plano cargado con fuerzas perpendiculares a su plano (cargas vivas y muertas). Separa horizontalmente un nivel o piso de otro, la cual sirve de techo para el primer nivel y de piso para el segundo. Debe garantizar el aislamiento del ruido y del calor. Trabajan a flexinNorma Tcnica Complementaria 6.3. Losas

Losas Aligeradas

Losas Macizas

Losas Nervadas

TrabesViga de madera,cementou otromaterialque sirve para reforzar y darle firmeza a una construccin; en particular para sostener techos, muros o la parte superior de las ventanas

Corte de Trabe

Corte de Contratrabe

TEORIA DE ESTRUCTURAS IIBIBLIOGRAFIAArthur H., Nilson Winter George (1994) DISEO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO Mc Graw Hill Normas Venezolanas COVENIN MINDUR FUNVISIS.Arnal, Eduardo (1984). TEORIA DE ESTRUCTURAS I. Tercera Edicin. Editorial Arte. Caracas. Venezuela.Hsieh, Yuan-Yu (1973) Teora Elemental De Estructuras. Editorial Prentice Hall Internacional. Madrid, Espaa.Luchsinger, Cecilio (1979) Estructuras Tomo I. Folletos De Estructuras N 4.Universidad Central De Venezuela.

TEORIA DE ESTRUCTURAS IIBIBLIOGRAFIADr. Julio Csar Roln Aguilar Sistemas Estructurales va Webhttp://www.iiarquitectos.com/2010/01/marcos-rigidos-de-acero_04.htmlhttp://www.vpchile.cl/descarga/marco_rigido.pdffians.uat.edu.m x/catedraticos/jrolon/destructural/CAPITULO%20II.pdfhttp://ocwus.us.es/mecanica-de-medios-continuos-y-teoria-de-estructuras/calculo-de-estructuras-1/apartados/apartado1_1.html

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