SISTEMAS ESTRUCTURALES

SISTEMAS ESTRUCTURALES SISTEMAS ESTRUCTURALESANTECEDENTES:El desempeo de una estructura sujeta a sismos se mejora mediante el incremento de su amortiguamiento.Para desarrollar un amortiguamiento significativo, se deber presentar comportamiento inelstico, que traduce en dao, en los elementos estructurales.Actualmente, el diseo de las estructuras convencionales se basa en proporcionar suficiente rigidez para limitar los desplazamientos a un valor aceptable.

SISTEMAS ESTRUCTURALESANLISIS ESTRUCTURAL NO LINEAL:El objetivo fundamental es realizar una mejor modelacin del comportamiento estructural para obtener una respuesta estructural ms realista que al suponer comportamiento elstico. El anlisis no lineal se puede emplear en el diseo estructural donde las no linealidades estn bien definidas, como es el caso de estructuras con disipadores de energa y aisladores ssmicos.

SISTEMAS ESTRUCTURALESSISTEMAS ESTRUCTURALES CON DISIPADOR DE ENERGA SUJETO A EXCITACIN SSMICA:La ecuacin de movimiento de un marco de N grados de libertad con un dispositivo disipador de energa encada entrepiso, sujeto a excitacin ssmica est definida por:

M, C y K son las matrices N x N de masas, amortiguamiento y rigidez estructural. X (t), X (t) y X (t), son la aceleracin, velocidad y desplazamiento de la masa, respectivamente; X g (t) es la excitacin ssmica del terreno y f (t) es la fuerza local debida al amortiguamiento pasivo instalado en la n-sima ubicacin; de la estructura.

SISTEMAS ESTRUCTURALESNDICE DE COMPORTAMIENTO DE UN SISTEMA ESTRUCTURAL CON UN DISPOSITIVO DE ENERGA:El desempeo ssmico de estructuras con disipadores de energa puede medirse mediante un ndice de comportamiento. Este puede definirse suponiendo que el mecanismo de disipacin de energa est concentrado en los disipadores, de tal manera que la estructura principal no se dae.Integrando los trminos de fuerza de la ecuacin de movimiento (1) se obtiene:

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y CONCRETO:Se denominan Estructuras Mixtas a aquellas estructuras resistentes que poseen secciones resistentes en las cuales el acero estructural (Estructuras Metlicas) y el concreto (Estructuras de concreto Armado) trabajan en forma solidaria.Cada material por separado ofrece soluciones valiosas en el mbito de la construccin; por ello, el empleo racional y combinado donde se aprovechan las cualidades de cada uno, limitando o eliminando lo desfavorable, se complementan con una apropiada utilizacin de tcnicas.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y CONCRETO:ELEMENTOS ESTRUCTURALES.-Seccin del hormignSeccin metlicaConectores

La misin de los conectadores es evitar o controlar los deslizamientos relativos de ambos materiales.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y CONCRETO:CARACTERISTICAS.-Reduccin del Canto en los Dinteles:A medida que las luces de las piezas aumentan, es apreciable y ms acusado el canto. Esto se debe al gran incremento de inercia y resistencia que la seccin parcial del concreto determina en relacin a una solucin metlica, y a la mayor rigidez de las zonas sometidas a traccin de la seccin en relacin a las soluciones de concreto armado o pretensado.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y CONCRETO:CARACTERISTICAS.-Aumento de la Rigidez:Un factor importante cuando se presentan cargas dinmicas o con impacto.Soportes ms Esbeltos:En gran medida vinculado con las piezas de concreto, pero es apreciable en relacin a los soportes metlicos, si se tiene en cuenta la proteccin anti fuego.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y CONCRETO:CARACTERISTICAS.-Economa en el Uso del Acero:En comparacin con una construccin metlica tradicional, puede lograrse un ahorro que oscila entre el 10% y el 50%, incluidos los conectadores necesarios.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y CONCRETO:VENTAJAS.-En las construcciones con grandes luces y cargas importantes:Presenta apropiada rigidez, monolitismo y arrostramientos sin fragilidad, economa de bajos costes. Adems ofrece grandes posibilidades para el uso de los materiales prefabricados por la facilidad de las uniones, permitiendo la fcil y rpida ejecucin.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y CONCRETO:VENTAJAS.-Para el refuerzo de antiguasestructuras metlicasode concreto:Es una de las formas ms adecuadas para incrementar la capacidad portante del edificio. Al transformar la estructura a mixta, logra soportar el aumento de las sobrecargas, y con este recurso consigue sobrepasar y reforzar en forma ptima los dimensionamientos a que fueron calculadas inicialmente.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y CONCRETO:VENTAJAS.-El empleo del hormign como elemento protector del acero estructural:Es una manera de proteccin contra la corrosin y el fuego. Puede utilizarse al concreto como parte resistente colaborando con el acero, por ejemplo en los casos de elementos comprimidos o en soportes; o como elemento de arrostramiento frente a situaciones de inestabilidad tales como piezas embebidas, soportes, concreto conectado con delgadas chapas metlicas en las almas o fondos de grandes vigas.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:Como parte fundamental de la volumetra del edifico, la expresin formal del techo est necesariamente vinculada al entorno fsico y cultural, por lo tanto, su concepcin requiere un cuidadoso estudio de los materiales y componentes bsicos del elemento constructivo.El sistema abovedado fue hasta el siglo XIX la nica alternativa a otro sistema arquitectnico. Se basa en bvedas, que centran las cargas en arcos reforzados porpilastrasocontrafuertes. Para utilizarlo se precisan materiales que aguanten bien los esfuerzos decompresin, por lo que tradicionalmente se han construido en ladrillo cermico o piedra.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:ARCO.-Es una estructura curva que cubre el espacio entre dos puntos de apoyo. Se emplea en diversas composiciones y estructuras, como en la arcada, formada por una serie de arcos; o como elemento de ayuda para la descarga de cubiertas o puentes; o exento, en solitario, como arco triunfal o conmemorativo.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:ARCO.-Arcos circulares de un solo centro:Arco de medio punto, redondo o formarete: El centro de la circunferencia est a la altura de las impostas, por lo tanto su flecha es igual a la mitad de su luz.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:ARCO.-Arcos circulares de ms de un centro:Arco carpaneloapainelado: Con dos centros en la lnea de lasimpostasy otro por debajo de ella.Arco rampante,por tranquiloarco cojo: Es el que tiene sus salmeres a distinta altura.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:ARCO.-Arcos no circulares de dos centros:Arco apuntado: Las dos curvas forman ngulo en la clave. Segn donde est situado el centro, se llaman:De todo punto cuando sus centros estn en los arranques, en la lnea de las impostas.De tercio punto cuando, dividida su luz en tres partes, los centros se encuentran en los extremos del tercio central.De cuarto punto, cuando, dividida la luz en cuatro, los centros estn en los extremos de los 2 cuartos

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:ARCO.-Arco lobulado:Este arco se abre sobre un arco apuntado, los lbulos son de herradura e impares, para que uno corresponda a la clave y puede presentar desde tres a siete lbulos.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:BVEDAS.-Se forma como proyeccin de un arco, y se compone de bloques tallados llamados dovelas, que se sostienen, como las de un arco, por la presin lateral que ejercen unas sobre otras. A causa de la complejidad espacial de estas presiones se generan unas lneas de fuerza complejas, como los fuertes empujes laterales que aparecen en la base. La base de una bveda debe, en consecuencia, absorber tanto los empujes laterales como los verticales, propios del peso de la estructura. TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:BVEDAS.-TIPOSFalsa bveda: Un falso arco, proyectado en el eje longitudinal. Como ste, ha de estar construida por aproximacin dehiladasdesillaresomampostera, y no por el encaje de dovelasque desplacen el componente horizontal de las fuerzas hacia los muros o elementos sustentantes. En la falsa bveda no hay verdaderamente una arquitectura abovedada, sino empujes verticales propios de las cubiertas condintel(arquitectura adintelada).TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:BVEDAS.-TIPOSBveda encamonada: Falsa bveda formada por materiales de poco peso, como madera o caas, y cubiertos de yeso.Bveda tabicada: Consiste en cubrir el recinto o espacio mediante una bveda deladrilloscolocados por la parte plana, es decir, por la cara de superficie mayor que forman el largo osogay el ancho otizndel ladrillo.TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:BVEDAS.-TIPOSBvedas de can: Labveda de cano tambinbveda de medio canestipodebvedaque posee una seccinsemicircular, generada por la prolongacinde unarco de medio puntoa lo largo de uneje longitudinal

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:BVEDAS.-TIPOSBveda de lunetos: Interseccin de dos bvedas de can de distinta altura.Bveda rebajada: Aquella cuya altura desde su plano de arranque a su punto ms alto es menor que la distancia entre apoyos o estribos.Bveda de crucera o nervada: Es una bveda formada por una serie dearcoso nervios con funcin estructural.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:BVEDAS.-TIPOSBveda esfrica o cpula: Es la formada por un casquete semiesfrico que suele descansar sobre un muro circular o sobre pilares dispuestos formando un crculo. Su denominacin habitual es: cpula.Bveda de horno: Sus proyecciones horizontal y vertical son semicirculares, por lo que es apropiada para cubrirbsideso espacios similares (exedra). Bveda bulbosa: Tambin denominadacpula bulbosa. Tiene un dimetro mayor a media altura que en la lnea de imposta. TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:BVEDAS.-CARACTERSTICASPor regla general el comportamiento estructura de las bvedas de can se reduce a cortarrebanadasa lo largo de la directriz, de tal forma que al final su comportamiento se reduce al estudio estructural de unarco.Como todas las estructuras basadas en elarco, elempujeresultante se dirige hacia los muros que la sostienen, deben soportar una gran presin, no slo vertical, sino tambin lateral. Para contrarrestarla, se utilizan contrafuertes.

TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:BVEDAS.-CONSTRUCCINLa construccin de estas bvedas se ha empleado de forma tradicionalcimbrasde madera sobre las que se soportaba lafbricahasta el instante de completar la superficie de la bveda. Es cierto que desde los inicios de la construccin, ya en la poca romana se ha pretendido minimizar el uso de las mismas, debido a que encarecen la construccin de este tipo de bvedas.TIPOS DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS CON SISTEMA ABOVEDADO:BVEDAS.-FUNCIONALIDAD TECTNICAEn comparacin con otras bvedas, la de can es ms inestable, ya que ejerce sobre sus elementos sustentantes una fuerte presin, no solo vertical, sino tambin un empuje transversal;por ese motivo, puede fcilmente derrumbarse si no se refuerzan convenientemente los elementos constructivos que la sustentan.