vocabulario básicoilustrde sistemas estructurales

arquitectónicos

ado

Díaz, María Teresa

Vocabulario básico Ilustrado

Gonzalo Sánchez García

María Teresa Díaz Zuluaga

Bogotá >> Universidad Piloto de Colombia, 2017

102 páginas : ilustraciones, planos

Incluye bibliografía ( páginas 102 )

ISBN 978-958-8957-67-8 (Edición Digital)

de s istemas estructurales

arquitectónicos

vocabulario básico i lustrado

( . . .

Universidad Piloto de Colombia

© VOCABULARIO BÁSICO ILUSTRADO

Presidente J o s é M a r í a C i f u e n t e s P á e z

Rectora Á n g e l a G a b r i e l a B e r n a l M e d i n a

Decana Administrativa Programa de Arquitectura P a t r i c i a F a r f á n S o p ó

Decano Facultad de Arquitectura y Artes É d g a r Jo s é C a m a c h o C a m a c h o

Director de Investigaciones M a u r i c i o H e r n á n d e z T a s c ó n

Director de Publicaciones y Comunicación Gráfica Ro d r i g o L o b o - G u e r r e r o S a r m i e n t o

Coordinador General de Publicaciones D i e g o R a m í r e z B e r n a l

Líder Publicaciones de Arquitectura C a t a l i n a O s o r i o M o j i c a

Autores compiladoresG o n z a l o S á n c h e z G a r c í aM a r í a T e r e s a D í a z Z u l u a g a

ISBN 9 7 8 - 9 5 8 - 8 9 5 7 - 6 7 - 8 ( E d i c i ó n D i g i t a l )

Primera edición - 2017Bogotá, Colombia

Gestor editorial R a f a e l R u b i o

Corrección de estiloC o n s t a n z a M o r a l e s

Diseño C a t a l i n a O s o r i o M o j i c a

La obra literaria publicada expresa exclusivamente la opinión de sus respectivos autores, de manera que no representan el pensamiento de la Universidad Piloto de Colombia.

Cada uno de los autores, suscribió con la Universidad una autorización o contrato de cesión de derechos y una carta de originalidad sobre su aporte, por tanto, los autores

asumen la responsabilidad sobre el contenido de esta publicación.

[

]

vocabulario bási co

C o m p . G o n z a l o S á n c h e z G a r c í a M a r í a T e r e s a D í a z Z u l u a g a

ilustrado

(¶ )

ado

pag.

pag.

pag.

pag.pag. pag.14

2434

4838 64 pag.78( c a r g a s ) ( d e f o r m a c i o n e s ) ( e l e m e n t o s

e s t r u c t u r a l e s )( f u e r z a s ) ( a d i c i o n a l e s )

( c i m e n t a c i ó n )( c u b i e r t a )

H a g a c l i c k e n l o s n ú m e r o s p a r a i r a l o s c o n t e n i d o s / / H a g a c l i c k e n l o s t r e s p u n t o s p a r a r e g r e s a r

Arq. Augusto García, Arq. Claudia Alejandra Villamil Mejía, Arq. Karina Santos, Arq. Luz Stella Peña.

(Laboratorio de Expresión y Maquetas) Arq. Mauricio Largacha (jefe), Arq. Gloria Enit Suárez, Arq. María Claudia Citarella, Arq. César Aquiles Pedraza, Arq. Juan Pablo Paternina.

(Laboratorio de Tecnología) Arq. Eduardo Rocha (jefe), Arq. María Alejandra Amado, Arq. Andrés Erazo, Arq. Saúl Quintana, Arq. Marco Pineda, Arq. Alejandro Budnelly, Arq. Pablo Castillo.

(Estudiantes) Ana María Jairo, Ángela Hernández, Arleen Torres Rodríguez, Cristian Alfonso Guinard, Daniel Ramírez Robayo, Dayanna Melissa Rodríguez, Diana Katherine Guillen, Felipe Pinilla Jaramillo, Fredy Andrés Mendoza Duran, Gineth Camacho Giselle Ariza, Jeisson E López, Juan Esteban Ballén, Kenya Ayala Martínez, Lina Melisa Rojas Valbuena, Lorena Cifuentes, Luisa Ramírez, María Camila Orlando, María Camila Puentes Díaz, Mateo Parra Sepúlveda, Nataly Andrea Paredes Avellaneda, Sebastián Rengifo Rodríguez, Sebastián Vizcaíno Hoyos, Stephanie Rojas Casallas, Vanessa Farieta Piñeros.

a g r a d e c i m i e n t o s

( ¡ )

El Programa de Arquitectura de la Uni-versidad Piloto de Colombia, a través de la creación del Proyecto de Fortalecimiento Curricular de la Investigación Formativa, busca vigorizar el espíritu investigativo de estudiantes y de docentes en el aula y hacer visibles dichos procesos. Como estrategia, reunió a los investigadores de cada laboratorio con el objetivo de trabajar conjuntamente partir de la visión y misión de cada una de estas unidades.

El presente documento es un resultado de dicho proyecto que integró, en un ejercicio aunado, a docentes, estudiantes y laborato-rios. Ya que en el Programa de Arquitectura no se ha desarrollado un ejercicio similar, este se define como un experimento. Fue dirigido por el Arq. Gonzalo Sánchez, in-vestigador del Laboratorio de Diseño, y por la Arq. María Teresa Díaz, investigadora del Laboratorio de Expresión y Maquetas, y contaron con la colaboración del Laborato-rio de Tecnología.

El Vocabulario Básico Ilustrado de Sistemas Estructurales Arquitectónicos plantea una metodología pensada para su aplicación en otras áreas del conocimiento de la arquitectura y, por ende, del Programa. Al tener los resultados de este primer acerca-miento, se podrá complementar, mejorar y adecuar la actividad para su posterior rea-lización al interior de los otros laborato-rios. Podrán generarse, a largo plazo, uno o varios textos guías ilustrados de cada una de las áreas para uso de estudiantes y de docentes.

En esta ocasión se decide trabajar a partir del Área de Tecnología (plan de estudios 11161), por lo preciso y concreto de sus conceptos y de sus definiciones. Adicional-mente es uno de los ejes transversales en la malla curricular y contiene, como todas las

( 1 ) Plan de Estudios del Programa de Arquitectura

de la Universidad Piloto de Colombia vigente en la

actualidad.

i n t r o d u c c i ó n

otras áreas del programa, una bibliogra-fía unificada en los planes analíticos que estructuran las cátedras.

A continuación se compilan los conceptos básicos que desarrolla el Área de Tecno-logía en el curso Sistemas estructurales arquitectónicos y detalles, del Programa de Arquitectura. A partir de la revisión de los documentos académicos respectivos se ex-trajeron dichos conceptos para investigar sus definiciones (actividad apoyada por el Laboratorio de Tecnología, a través de sus cursos de nivel III) y lograr una represen-tación gráfica de los mismos (actividad apoyada por el Laboratorio de Expresión y Maquetas, a través de sus cursos de nivel II y III). Así, este producto se proyecta como una herramienta para el docente y para el estudiante, y como un texto guía construi-do conjuntamente.

El objetivo general del documento es con-vertirse en un instrumento de apoyo aca-

démico y consulta permanente, en especial para el Área de Tecnología, del Programa de Arquitectura de la UPC.

Como objetivos específicos, se plantearon: primero, generar una recopilación de los conceptos básicos que el Área de Tecnolo-gía propone abordar en sus documentos curriculares para el curso III; segundo, obtener un documento guía para la en-señanza y el aprendizaje de la tecnología en la Facultad de Arquitectura de la UPC, tanto para los estudiantes, como para los docentes e incluso para la comunidad ex-terna. Adicionalmente, se plantea fortale-cer el uso del portafolio a través del diseño e implementación de un formato estable-cido dentro del mismo para el desarrollo y registro del ejercicio de representación gráfica propuesto. ¶

1011

( : )

M e t o d o l o g í a

d e l e j e r c i c i o

Se partió de una primera revisión general de todos los documentos académicos del Área de Tecnología, incluyendo sus seis cursos, con el propósito de elaborar un panorama de los conceptos básicos que podrían hacer parte del proyecto. Con estos, se diseñó un ejercicio2 de 45 minutos de duración que se aplicó en todos los cursos de Tecnología obteniendo una primera base de datos de conceptos, definiciones y gráficos.

( 2 ) El planteamiento para la elaboración de

este primer ejercicio se organizó en tres grandes

fases. La primera fue la revisión, extracción y

compilación de definiciones cuya duración fue de

un semestre académico. La segunda, el diseño y

aplicación de una evaluación formativa, a mane-

ra de taller experimental en el aula, en donde los

estudiantes de Tecnología expresaron gráficamen-

te, bajo la guía del docente y de una bibliografía

especializada, tres conceptos entregados en cada

Con este panorama inicial, se optó por profundizar en los conceptos obtenidos en el curso III de Tecnología: Sistemas estructurales arquitectónicos y detalles. Se complementó el ejercicio inicial de modo que los estudiantes del curso III de Tecnología se centraran solo en trabajar la definición del concepto y los estudiantes de los cursos de Expresión en su represen-tación gráfica. ¶

uno de los formatos que harían parte de su por-

tafolio. El diseño del taller se elaboró durante el

periodo intersemestral y la aplicación del mismo se

realizó durante las primeras semanas del semes-

tre académico. En esta segunda fase se obtuvo un

primer material gráfico. La tercera fase fue la de

recopilación e integración tanto de definiciones

(texto) como de gráficos para su revisión final, esta

se llevó a cabo aproximadamente en los últimos dos

meses del semestre académico.

L a m e t o d o l o g í a f u e l a s i g u i e n t e :

( F a s e 1 . )

Revisión, extracción y compilación de definiciones:

Se hizo una lectura de las guías de curso, los

briefs y los planes analíticos del área, que dio

como resultado un primer listado de conceptos

organizados por semestres.

Este primer listado de conceptos se depuró con el

equipo de trabajo y con la asesoría del Laboratorio

de Tecnología, produciendo una recopilación

final de 309 conceptos. Se procedió a investigar y

seleccionar las definiciones pertinentes con base en

la bibliografía relacionada en los documentos del

Laboratorio.

( F a s e 2 . )

Evaluación formativa:

El ejercicio planteado se realizó, con el apoyo del

Laboratorio de Tecnología, durante el semestre

académico 2013-III. Para ello se adelantó el diseño

de su metodología durante el periodo 2013-II.

Al tener el listado de todos los conceptos y sus

definiciones, se realizó una selección de aquellos

que de manera sencilla pudieran representarse

gráficamente. Paralelamente se diseñó un formato

tamaño doble carta en el que se incluyó el concepto,

su definición, la fuente bibliográfica de donde se

tomó la definición, el espacio para el gráfico y un

espacio para la identificación del estudiante.

En vista del gran número de estudiantes por

semestre, se escogieron cuatro grupos por cada

nivel, asesorados por el Laboratorio de Tecnología.

El taller tuvo una duración de 45 minutos en los que

cada estudiante de manera individual diligenció un

formato diferente, es decir, representó gráficamente

tres conceptos. Durante la actividad fue permitida la

asesoría del docente, incentivando así la interacción

con el estudiante.

Los estudiantes de cada semestre realizaron

la representación gráfica de los conceptos que

estudiaron en el semestre inmediatamente anterior.

Por ejemplo, a un estudiante de Tecnología II le

correspondió graficar conceptos de Tecnología I y

así respectivamente, excepto en Tecnología I. En

dicho nivel, el estudiante de primer semestre debió

leer y comprender cada concepto y graficarlo sin

necesariamente haberlo visto con anterioridad en el

aula de clase.

Durante este experimento piloto, participaron

estudiantes de I a VI semestre que estaban cursando

la asignatura de Tecnología correspondiente a su nivel

y que hicieron parte de los grupos escogidos para

llevar a cabo la actividad. De igual manera, se contó

con la participación de los docentes a cargo de estos

grupos, los docentes de apoyo del área de tecnología

y los dos apoyos del Proyecto de Fortalecimiento

Curricular para la Investigación Formativa-FCIF.

1213

( x +y)

F u e n t e : F o t o g r a f í a p o r A l e x B l o c k / / U n s p l a s h .

( c a r g a s )

C a r g a s

Consideramos carga a toda causa capaz de producir estados tensio-nales en una estructura o elemento estructural. También se pueden definir las cargas como aquellas fuerzas actuantes sobre los elemen-tos estructurales. (Díez, 2005, p. 25)

El inevitable peso propio de la estructura y el de todas las cargas constantemente aplicadas sobre ella, constituyen su carga permanen-te. Una de las paradojas del proyecto de estructura es que debemos conocer de antemano la carga muerta a fin de proyectar la estructura. Las dimensiones de un elemento estructural dependen fundamen-talmente de las cargas que actúan sobre él y una de ellas es la carga permanente. La cual a su vez depende de las dimensiones del elemen-to. (Salvadori, 1998, p.19)

El término carga se refiere a cualquier efecto que resulte de la necesidad de cierto esfuerzo resistente por parte de la estructura. Hay mu-chas acciones que originan las cargas y muchas maneras de clasificarlas. Los principales tipos y orígenes de la carga sobre la estructura del edificio son: gravedad, vientos, terremotos, presión hidráulica, presión del suelo, cambio de temperatura, vibración, contracción, accio-nes internas, manejo (Ambrose, 2001, p.37).

La función más importante de la estructura es transferir cargas, pero antes de estudiar el diseño de la estructura necesitamos tener una idea clara de qué cargas debe transferir. En otras palabras, una respuesta a la pregunta ¿cuáles son las cargas?

Las causas de la aparición de las cargas pue-den ser divididas entre naturales, de uso y

accidentales. Las cargas naturales aparecen debido a la propia existencia de la estructura en la naturaleza; las sobrecargas de uso son aquellas que aparecen debido al fin con que se ha construido la estructura, y las cargas accidentales aparecen debido al mal uso de la estructura (Millais, 1996, p.9).

Hay cargas cuyo peso actúa en línea per-pendicular, es decir, ejerciendo una presión de arriba abajo; es el caso de los muros, que descansan directamente sobre sus cimientos. Para calcular la carga, basta con medir su altu-ra y anchura. Hay cargas cuyo peso actúa en línea oblicua, es decir, empujando de derecha y de izquierda, como es el caso de las bóvedas (Laugier, 1999, p. 90). ¶

1617

( + )

1819

Bajo la acción de una carga, el terreno se comprime, es decir, las partículas sólidas que lo constituyen se aproximan, expul-sando el aire o el agua que ocupan los vacíos o intersticios que las separan y, después, tienden a deformarse late-ralmente. Cada uno de estos efectos de la carga produce un asiento del terreno. El primero de estos asientos es de consolidación, y el segundo, de deformación. En general, este último puede despreciarse, pues al aparecer la rup-tura se limita la carga para que en ningún punto se llegue a ruptura por esfuerzo cortante (Froment, 1958, p. 402), pues “las deformaciones y el flujo intersticial se producen solo en la dirección vertical, y la capa del suelo se compor-ta como un elemento de suelo” (Berry y Reid, 1993, p. 151).¶

F i g u r a 1 . C a r g a s F u e n t e : M a r í a C a m i l a O r l a n d o ( 2 0 1 4 ) .

P e s o d e l o s a d e c u b i e r t a ó t e c h o

P e s o d e m u r o s

P e s o d e l o s a d e e n t r e p i s o

P e s o d e m u r o s

P e s o d e c i m e n t a c i ó n

P e s o t o t a l s o b r e e l s u e l o

Cargas de asentamiento

2021

Cargas permanentes

Cargas dinámicas

Son aquellas cuyo valor varía con rapidez o se aplican en forma brusca. Pueden ser sumamente peligrosas si se las pasa por alto; en consecuencia, es necesario comprender su acción con toda claridad (Salvadori, 1998, p.26).

La experiencia común de fijar un clavo a martillazos in-dica que la aplicación brusca del peso de la herramienta logra resultados imposibles de obtener por la aplicación lenta del mismo peso (Salvadori, 1998, p. 26).

Esta carga se aplica a una estructura, a menudo, acom-pañada de cambios repentinos de intensidad y posición; bajo la acción de una carga dinámica, la estructura de-sarrolla fuerzas inerciales y su deformación máxima no coincide necesariamente con la intensidad máxima de la fuerza aplicada (Camacho y Broto, 2001, p. 113).

Así mismo, se denomina dinámica a la carga aplicada re-pentinamente a una estructura acompañada, a menudo, de cambios rápidos de magnitud y posición. Bajo la acción de una carga estática, la estructura desarrolla fuerzas inerciales en relación a su masa y su deformación máxima no se corresponde necesariamente con la máxima magni-tud de la fuerza aplicada (Ching, 1997, p. ).¶

La carga muerta cubre todas las cargas de elementos permanen-tes de construcción incluyendo su estructura, los muros, pisos, cubiertas, cielos rasos, escaleras, equipos fijos y todas aquellas que no son causadas por la ocupación y uso de la edificación. Las fuerzas netas de preesfuerzo deben incluirse dentro de esta carga (Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, p. b-9).¶

F i g u r a 2 . C a r g a s d e a s e n t a m i e n t o F u e n t e : M a t e o P a r r a S e p ú l v e d a ( 2 0 1 4 ) .

A s e n t a m i e n t o d e C a r g a

2223

F i g u r a 3 . C a r g a ú t i l F u e n t e : M a r í a C a m i l a O r l a n d o ( 2 0 1 4 ) .

La carga permanente refiere al peso propio de la estructura y el de todas las cargas constantemente aplicadas sobre ella. El proyectista está obligado a comenzar el cálculo de una estructura conjeturando sus dimensiones y, por tanto, su carga permanente. Luego, le suma todas las demás car-gas, verifica su resistencia y, al terminar sus cálculos, des-cubre si su conjetura fue correcta. La carga permanente es, en muchos casos, la carga más importante aplicada a una estructura. Puede superar varias veces las demás cargas, sobre todo en estructuras de gran tamaño y en las construidas con materiales pesados. El peso de la estruc-tura se calcula con ayuda de las tablas de pesos unitarios de materiales estructurales (Salvadori, 1998, p. 19).

Además de las ya mencionadas, la carga vertical es aque-lla que se aplica sobre una estructura. Incluye el peso de la misma estructura más la de los elementos permanen-tes. También es llamada carga muerta o concarga (Ca-macho y Broto, 2001, p. 114).¶

Cada elemento estructural, así como todos los elementos cons-tructivos, tienen su peso propio y debe agregarse a esto el peso del equipamiento y de las personas, llamada sobre-carga o carga útil. (Díez, 2005, p. 32)

Todos los casos de carga a lo que está expuesta una estruc-tura según su uso previsto. (Mattheib, 1980, p. 8) Estas son las cargas debidas a la ocupación y uso (sobrecargas). Por ejemplo: peso de personas y muebles en edificios, merca-derías en depósitos, vehículos en puentes, etc. (Instituto Nacional de Tecnología Industrial, 1982, p. 3).¶

Carga útil

( c i m e n t a c i ó n )

También conocidos como cimentación profunda o pozo de cimen-tación. Se utilizan cuando los suelos superficiales, por ser blandos, no son adecuados para cimentaciones superficia-les. Son frecuentemente utilizados para cimentar pilares de puentes en el cauce de los ríos cuando no es posible o no es conveniente crear un desvío parcial o total de los mis-mos. Su unidad de medida es el metro cúbico (Universidad Nacional Abierta y a Distancia, 1982).

Los caissons son cimentaciones requeridas para soportar cargas horizontales o inclinadas adicionales a la carga ver-tical, en corrientes de agua de gran velocidad y profundas, como ocurre en las pilas para puentes sobre ríos que tienen que soportar una carga lateral por fuerza de viento en la superestructura, de la tracción de los vehículos que usan el puente, de las corrientes en el río y algunas veces de escom-bros flotantes o hielo (Veneros y Alva, 2011, p. 1).

Caissons

F u e n t e : R o b e r t T r o m b e t t a / / U n s p l a s h

2627

F i g u r a 4 . C i m e n t a c i ó n p o r p i l o t e s F u e n t e : D a y a n n a M e l i s s a R o d r í g u e z ( 2 0 1 4 ) .

Se define como cimiento o fundación del edificio al elemento encargado de transmitir al terreno las fuerzas transpor-tadas por la estructura, distribuyéndolas en una mayor área, de tal manera que las presiones que se ejercen sobre el suelo no sobrepasen los valores de su resistencia (Velosa Fernández, 1999, p. 41).

La cimentación constituye el elemento intermedio que permite transmitir las cargas que soporta una estructura al suelo subyacente, de modo que no rebase la capacidad portante del suelo y que las deformaciones producidas en este sean admisibles para la estructura (López García y López Perales, p. 3).

Es preciso recurrir a cimentaciones piloteadas cuando la capa-cidad de carga del terreno no permita cimentaciones de superficie o cuando exista el peligro de compactación de suelos granulares por vibración o pérdida de resistencia por remoldeo en suelos cohesivos. Para calcular las fre-cuencias naturales de los pilotes de cimentación, prime-ro se requiere una estimación de la rigidez de los pilotes y una estimación de la masa efectiva del sistema suelo-ci-mentación (Muñoz, 2013, p. 19).

Se denomina pilote al elemento constructivo utilizado para cimentación de obras. Este permite trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo cuando se en-cuentra a una profundidad tal que hace inviable, técnica o económicamente, una cimentación más convencional mediante zapatas o losas (Uribe Escamilla, 1991, p. 120).

Cimentación

Cimentación por pilotes

2829

Es aquella que se asienta a más de 6 u 8 metros, donde no llega una retroexcavadora. (Medina Sánchez, 2007, p. 179) Es un ele-mento que transmite carga de la estructura hacia estratos profundos. (Asociación Costarricense de Geotecnia, 2009, p. 89) La transmisión de cargas se hace, en gran parte, a lo largo de las caras verticales del elemento (por la fricción de este contra el terreno) (Ávalos Santos, 1994, p. 308).

Es la transmisión de un sistema de cargas al suelo por medio de un cimiento. Produce una distribución de tensiones en el terreno cuya resultante equilibra exactamente la acción total aplicada. (Jiménez Salas, 1980, p.3)

Llámase cimiento superficial la parte inferior de la estructura que penetra en el suelo para transmitir cargas estimadas de la cons-trucción las permanentes las propias del edificio y las accidenta-les. (Tobar, 1995, p. 47)

Cuando los elementos de la estructura transmiten las cargas al suelo a profundidades relativamente pequeñas o cuando estas cargas afectan estratos de suelo relativamente pe-queñas (en referencia con la altura total de la edificación), se dice que la cimentación es superficial. Elementos de este tipo son las zapatas y las losas (Contreras, 2012, p. 53). También, según Camacho y Broto (2001), es un “sistema de cimentación que se encuentra justo debajo de la parte inferior de una estructura y se apoya directamente sobre el terreno transmitiendo las cargas del edificio mediante compresión vertical” (p. 135).

Cimentación profunda

Cimentación superficial

F i g u r a 5 . C i m e n t a c i ó n p r o f u n d a F u e n t e : F e l i p e P i n i l l a J a r a m i l l o ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 6 . C i m e n t a c i ó n s u p e r f i c i a l c o n c i c l ó p e o F u e n t e : F r e d y A n d r é s M e n d o z a D u r á n ( 2 0 1 4 ) .

3031

Esta carga se emplea cuando hay presencia de agua o se necesita un revestimiento fuerte. Se construyen sus pare-des en concreto a medida que avanza la excavación, se co-loca el cajón o formaleta y se funden las paredes (Ramírez López y Zapata Gómez, 2006, p. 58).

Es un tipo de cimentación semiprofunda utilizada cuando los suelos no son adecuados para cimentaciones superfi-ciales por ser blandos. Además, los pozos de cimentación también son utilizados para cimentar pilares de puentes (Ávalos Santos, 1998, p. 52).

Las losas aligeradas son utilizadas para salvar luces más grandes que las losas macizas. Este sistema reemplaza parte de la sección de concreto por material aligerante, el cual pude ser de cajones de madera, casetones de esterilla de gua-dua, ladrillos o bloques (Asociación Colombiana de Inge-niería Sísmica, 2010, p. E18).

Estas losas se usan en edificios sometidos a cargas poco importantes, en suelos poco resistentes o en los que, bajo una capa superior de 450 a 600 mm exista un substrato de baja capacidad portante (Chudley y Greeno, 2006, p.183).

Capa superior de la superficie de la tierra consistente en rocas desintegradas y materiales orgánicos en descomposición adecuados para el crecimiento de las plantas (Ching, 1997, p. 249). Desde el punto de vista agronómico, el suelo es el sitio donde viven y crecen las plantas y animales, los cuales son altamente importantes en el mantenimiento de la vida humana. Este debe ser el concepto que predo-mine para los estudiantes de Agronomía y áreas afines, así como también para el campesino y productores del campo en general. Sin embargo, existen muchos conceptos de suelo, dependiendo del uso que se le dé a este. Así, para el ama de casa, el suelo será el lugar donde crecen las plan-tas de jardín o el sitio de donde provienen esas partículas

Losa aligerada de cimentación

Suelo

F i g u r a 7 . C i m e n t a c i ó n s u p e r f i c i a l c o n z a p a t a F u e n t e : F r e d y A n d r é s M e n d o z a D u r á n ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 8 . C a i s s o n , c o r t e F u e n t e : J u a n E s t e b a n B a l l é n ( 2 0 1 4 ) .

3233

adheridas a los zapatos de los niños y adultos y que luego son trasladadas al interior de sus casas. Para un ingeniero civil, el suelo será el sitio sobre el cual se construirán edifi-cios, casas, autopistas, avenidas, calles y caminos. Para un ingeniero de minas, el suelo es el material que recubre las rocas y minerales que desea extraer y procesar (Casanova, 2005, p.17).

Suelo cohesivo“Se consideran como suelos cohesivos todos aquellos que no cumplan con las condiciones de suelos no cohesivos o granulares” (Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmi-ca, 2010, p. H-7).

Las arcillas, los limos y las mangas son suelos cohesivos. La cohesión es la tendencia a adherirse o pegarse unos granos con otros y aumenta al crecer el contenido de arcilla. Además, la capilaridad puede producir una unión parecida entre los granos y, debido al contenido de granos de diferente tamaño, aparecen poros finísimos que origi-nan una gran capilaridad (Schmitt y Heene, 2009, p. 2).

Suelo orgánico [t4]“Se trata de una mezcla de granos minerales y materia orgánica en su mayor parte de origen vegetal, en diversos grados de descomposición” (Whitlow, 1994, p.14).

“Son suelos de color café o negro que aparecen con raíces, estos tienen generalmente una humedad natural alta y gran cantidad de materia orgánica en descomposición” (Arango Vélez, 1985, p.39).

F i g u r a 9 . C a i s s o n , a x o n o m e t r í a s F u e n t e : S t e p h a n i e R o j a s C a s a l l a s ( 2 0 1 4 ) .

Al igual que las estructuras textiles, las estructuras catenarias transfieren las cargas a los soportes mediante esfuerzos de tracción. El ejemplo más sencillo de esto es un cable que cuelga entre dos puntos altos. Las catenarias que soportan cubiertas se proyectan normalmente de mane-ra que el peso propio de la cubierta supere la succión del viento o las presiones ascendentes, que de otro modo cau-sarían movimientos verticales excesivos. Por esta razón, a veces se elige el hormigón armado como material de la ca-tenaria. El hormigón rodea y protege el acero traccionado y forma las superficies exteriores e interiores (Charleson, 2007, p.43).

Así mismo, pueden describirse como la curva que describe una cadena suspendida por sus extremos, sometida a un campo gravitatorio uniforme. Por extensión, en mate-máticas se denomina catenaria a la curva que adopta una cadena, cuerda o cable ideal perfectamente flexible, con masa distribuida uniformemente por unidad de longitud, suspendida por sus extremos y sometida a la acción de un campo gravitatorio uniforme. Esto es, la forma curva que adopta una cadena soportada en sus extremos y debido a su propio peso (Ávalos Santos, 1998, p. 141).

( C u b i e r t a )

Catenaria X

F u e n t e : D m i t r i P o p o v / / U n s p l a s h

3637

Punto en el cual el eje de un momento corta el plano de las fuer-zas que lo producen (Ching, 1997, p. 141).

La cercha es una composición de barras rectas unidas entre sí́, en sus extremos, para constituir una armazón rígida, de forma triangular, capaz de soportar cargas en su plano, particularmente aplicadas sobre las uniones denominadas nodos; en consecuencia, todos los elementos se encuen-tran trabajando por tracción o compresión sin la presen-cia de flexión y corte (Beer F., Johnston, Mazurek, y Eisen-berg, 2010, p. 287).

Esta composición es, fundamentalmente, un medio para estabilizar una armazón o estructura de elementos li-neales que se acomodan en una cierta forma, este tipo de estructura es común en armaduras de acero y madera, y puede transmitir una cantidad suficiente de fuerza direc-ta o cortante más una cantidad insignificante de momen-to o torsión (Ambrose, 2001, p. 221).

Centro de momento

Cerchas

A r m a d u r a p o l o n e s a

A r m a d u r a n o r t e a m e r i c a n a

A r m a d u r a e s p a ñ o l a

A r m a d u r a a l e m a n a

E n t r a m a d o d e p r a t t E n t r a m a d o d e w a r r e n

F i g u r a 1 0 . C a t e n a r i a F u e n t e : M a t e o P a r r a S e p ú l v e d a ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 1 1 . C e r c h a s F u e n t e : F e l i p e P i n i l l a J a r a m i l l o ( 2 0 1 4 ) .

( d e f o r m a c i o n e s )

F u e n t e : D m i t r i P o p o v / / U n s p l a s h

“Deformación en la que dos planos paralelos se deslizan relati-vamente, de tal manera que permanezcan paralelos a su plano de contacto” (Camacho y Broto, 2001, p. 167). “Sección” (Del Soto Hidalgo, 1960, p. 37).

El corte es la proyección de una sección vertical del volumen arquitectónico sobre un plano paralelo a la propia sección. Además, se le llama así a la combinación de vista exterior con vista interior de distintas secciones de una edificación (Acuña, 2007, p. 121).

Todo material estructural tiene como condición su resistencia a la deformación, esto no significa que sean indeforma-bles, ya que tales materiales no existen. La resistencia a la deformación depende de la cohesión molecular y de la estructura interna del material. Como consecuencia de la acción de cargas o fuerzas externas sobre la estructura, sus elementos componentes se ven solicitados de dife-rente manera según su forma, posición, etc., de modo tal que la pieza y el material sufrirán una deformación que se verá controlada por el esfuerzo de este para preservar las condiciones iniciales, siendo la tensión la medida de dicho esfuerzo (Díez, 2005, p. 83).

“Si una fuerza es ejercida sobre un objeto, como la barra de metal suspendida, la longitud del objeto cambia” (Giancoli, 2009, p. 309).

Es la propiedad de un material de deformarse al aplicarle una fuerza y recuperar su medida y forma originales al retirar-la (Ching, 1997, p. 202).

Corte

Deformación estructural

Elasticidad

4243

“Elemento arquitectónico alto y delgado, generalmente vertical, que sirve de sostén o decoración, trabaja a solicitudes de compre-sión generalmente” (Zuleta Bilbao, 1988, p. 52).

“Elemento estructural vertical de soporte con sección circular o rectangular; elemento vertical que recibe la carga según la direc-ción de su eje longitudinal” (Putnam y Carlson, 1996, p. 115).

Se dice de cualquier elemento que soporte una carga de compre-sión axial sin tener en cuenta si los cálculos del proyecto indican que se halla presente una flexión simultánea. De acuerdo con ello, además de los elementos sometidos a compresión más normales, es decir los pilares, se incluyen en esta definición los arcos, los elementos de diversa incli-nación de las estructuras reticulares, los elementos some-tidos a compresión de las vigas triangulares, las láminas o sus partes que soportan una compresión axial y otros elementos (Winter y Nilson, 2002, p.301).

Los estados complejos de tensión son combinaciones de tres esta-dos básicos: tracción, compresión y corte. La compresión y tracción en distintas fibras del mismo elemento estructu-ral son, quizá, la más común de estas combinaciones. Se la denomina flexión y desempeña un papel fundamental en la mayoría de los sistemas estructurales.

En el caso de un tablón apoyado en dos piedras, con longi-tudes iguales en voladizo y pesos situados en ambos extre-mos, este se curvará desplazando sus extremos hacia abajo y el área entre las dos piedras hacia arriba. En este caso, la flexión induce tracción en las fibras superiores y compre-sión en las inferiores. Además, la tracción y compresión aumentan en proporción directa a la distancia de las fibras a la fibra neutra o media (Salvadori M., 1998, p. 64).

La flexión puede considerarse como un mecanismo es-tructural capaz de canalizar cargas verticales en dirección horizontal o, dicho de forma más general, en dirección perpendicular a las cargas. En la sección de la pieza, la solicitación tiene dos componentes: esfuerzo cortante y momento flector (Merlo, 2003, p. 14).

Cuando las partes del recorrido de cargas cubren un vano, vigas y losas, los elementos tendrán esfuerzos internos de flexión (momentos). Las fibras superiores e inferiores de estos elementos se volverán curvas, aunque una sección plana seguirá plana (Millais, 1996, p. 78).

La parte superior de la viga trabaja a compresión y la parte inferior a tracción, mientras la rebanada está sien-do flexionada por un par de momentos flectores (Millais, 1996, p. 45).

"Ciertos materiales, como el hormigón, se rompen fácilmente por tracción; otros, como el acero, por ejemplo, son más resistentes" (Salvadori, 1998, p. 59).

Tracción es el estado de tensión en el cual las partículas del ma-terial tienden a separarse. El peso del ascensor tiende a separar las partículas del cable de acero usado para el ascenso o descenso de aquel. Bajo la acción del peso, los cables se alargan, lo que es típico de la tracción, pero no es la única deformación que la acompaña. La medición cuidadosa del cable, antes y después de aplicar la carga, pone de manifiesto que con el aumento de esta y el alar-gamiento de aquel, disminuye el diámetro. Esta relación entre deformación transversal y longitudinal se denomina coeficiente de Poisson (Salvadori, 1998, p. 58).

Elemento a compresión

Elemento a tracción Elemento a flexión

4445

Una pieza prismática puede estar sometida a una fuerza en la dirección de su eje o esfuerzo axial que la estire o la acor-te según el sentido en que se produzca. Si la estira, diremos que está solicitada a tracción; si la comprime, diremos que está solicitada a compresión (Merlo, 2003, p. 13).

“Elemento a tracción proyectado para evitar que otros dos ele-mentos estructurales se separen entre sí” (Ching, 1997, p. 121).

Los tirantes o tensores son elementos lineales, sometidos a solici-tación axial de tracción, según la dirección de su eje pue-den ser:

» Rígidos: elementos de eje recto que pueden ser materiali-zados en madera, acero, aluminio u hormigón armado. Se les utiliza frecuentemente cuando es necesario suspender o colgar una carga desde un punto o nivel más alto.

» Flexibles: son elementos materializados con sogas, cables o cadenas que, por ser flexibles, solo pueden trabajar a tracción pura, es decir, no admiten otro tipo de solicita-ción (Díez, 2011, p. 13).

Las solicitaciones son esfuerzos básicos que pueden resistir los materiales estructurales, según su forma, posición, víncu-los y tipo de carga.

Estados de solicitación simple » Flexión: los esfuerzos de flexión son los más frecuentes en las

vigas y se reflejan en la aparición de fisuras verticales en las zonas de esfuerzos máximos sobre ellas (el centro y la parte inferior de la viga) (Menéndez y Velasco Acuña, 2005, p. 45).

F i g u r a 1 2 . E l e m e n t o a t r a c c i ó n F u e n t e : C r i s t i a n A l f o n s o G u i n a r d ( 2 0 1 4 ) .

Elemento tirante

Estados básicos de tensión

4647

La flexión consiste en el giro relativo que experimentan dos secciones próximas alrededor de los ejes de gravedad normales al plano de simetría de la pieza, que es donde se supone que actúan las fuerzas (Saliger, 1963, p. 178).

» Rigidez: medida de la resistencia de un material a la de-formación al ser solicitado dentro de la zona de deforma-ciones elásticas (Ching, 1997, p. 202).

Esta constituye, a menudo, una medida de la resistencia a las cargas, pero puede ser indicio de debilidad en una es-tructura sometida a cambios de temperatura, asentamien-tos desiguales y cargas dinámicas (Salvadori, 1998, p. 51).

“Medida de la capacidad de un elemento para oponerse al giro de uno de sus extremos cuando se aplica en él un momento. Capacidad de soportar una carga” (Uribe Esca-milla, 1991, p. 198).

» Torsión: “Estado de la tensión que se establece en una pie-za al torcerla sobre sí misma. Al esfuerzo de torsión exter-no se oponen las tensiones de cizallamiento inducidas en el material” (Zuleta Bilbao, 1988, p. 82).

“Los efectos de la aplicación de una carga de torsión a una barra son (1) producir el desplazamiento angular de una sección de un extremo respecto al otro. (2) Originar ten-siones cortantes en cualquier sección de la barra perpen-dicular a su eje” (Nash, 1970, p. 51).

» Tracción: “Esfuerzo al que está sometido un cuerpo de acuerdo a dos fuerzas que presionan en sentidos contra-rios u opuestos cuando sobre la sección recta actúa una carga paralela a su eje” (Ortiz Berrocal, 2007, p. 468).

F i g u r a 1 3 . R i g i d e z F u e n t e : L i n a M e l i s a R o j a s V a l b u e n a ( 2 0 1 4 ) .

( e l e m e n t o s e s t r u c t u r a l e s )

F u e n t e : E n n i o D y b e l i / / U n s p l a s h

Cada una de las partes que constituyen una estructura y que posee una función resistente dentro del conjunto. Visto esto, la función de estructura es el conjunto de elementos resistentes, convenientemente vinculados entre sí, que accionan y reaccionan bajo los efectos de las cargas y cuya finalidad es recibir, resistir y transmitir las cargas a los apoyos y, finalmente, al suelo sin sufrir deformaciones incompatibles en relación con el material, el estado de so-licitación y el uso del edificio. La forma estructural está en relación directa con la función del elemento y la solicita-ción o estado tensional a que está sometido. El desarrollo de estos puntos constituye una primera parte del trabajo que nos permite evaluar y determinar los esfuerzos a los que están sometidos cada uno de los elementos estructu-rales, diferenciándolos en función de los mismos (Díez, 2011, pp. 13-15).

Cada una de las piezas que forman parte de una estruc-tura posee un carácter unitario y se muestra de la misma manera bajo la acción de una carga aplicada. También llamada miembro estructural o pieza estructural.

Elemento axial sometido a compresión, lo bastante delgado con respecto a su longitud, para que bajo la acción de una car-ga gradualmente creciente se rompa por flexión lateral o pandeo ante una carga mucho menor que la necesaria para romperlo por aplastamiento. (De la Mora y De Garay, 2009).

( e )

Elemento estructural

Columna

5253

“El dintel es una pieza estructural horizontal que, apoyado sobre las jambas de los huecos, normalmente puertas o venta-nas, soporta la carga que gravita sobre el vano” (Barrios Padura y Barrios Padura, 2011, p. 22).

“El dintel es un trozo de madera, piedra u otro material que, apoyado sobre los soportes, cubre un vano. El adinte-lado es el más estático de los sistemas constructivos, pero tiene el inconveniente de no poder cubrir vanos demasia-do anchos” (Pereira, 2005, p. 26).

También llamado miembro estructural o pieza estructural, es cada una de las partes que constituyen una estructura y que posee una función resistente dentro del conjunto. Lo que nos lleva a definir estructura como el conjunto de elemen-tos resistentes, convenientemente vinculados entre sí, que accionan y reaccionan bajo los efectos de las cargas, y cuya finalidad es recibir, resistir y transmitir las cargas a los apo-yos y, finalmente, al suelo sin sufrir deformaciones incom-patibles en relación con el material, el estado de solicitación y el uso del edificio. La forma estructural está en relación directa con la función del elemento y la solicitación o estado tensional a que está sometido. El desarrollo de estos puntos constituye una primera parte del trabajo que nos permite evaluar y determinar los esfuerzos a los que están someti-dos cada uno de los elementos estructurales, diferenciándo-los en función a los mismos (Díez, 2011, pp. 13-15).

“Elemento estructural que cubre un espacio de manera hori-zontal, que soporta su propio peso (carga muerta) más el peso producto por el uso de la construcción (carga viva)” (Beer F. et al., 2010, p. 335).

“Son los elementos rígidos que separan un piso de otro, construidos monolíticamente o en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los muros estructurales” (Paz Riveros, 2011, p. 64).

Dintel

Elemento estructural

F i g u r a 1 4 . D i n t e l . F u e n t e : D i a n a K a t h e r i n e G u i l l é n ( 2 0 1 4 ) .

Entrepisos

c e n t r o

l u z

z ó c a l o

e s t r i b o

i m p o s t a

l í n e a d e a r r a n q u e

5455

Son estructuras horizontales sometidas a cargas que actúan transversalmente a su plano y separan pisos su-cesivos, sirviendo de techo del piso interior y apoyo del pavimento del piso superior. Pueden tener apoyos lineales o puntiformes. La forma y la disposición de los apoyos lineales o puntiformes, determina la magnitud y dirección de los esfuerzos que actúan en las secciones. Sus carac-terísticas se definen teniendo en cuenta las condiciones de diseño indicadas en “estructuras” a partir del destino (uso) asignado a los espacios que separan (Nieto, 2012, p. 289; Schmitt y Heene, 1955, p. 285).

T i p o s

» Entrepisos de hormigón: son las losas armadas en una sola dirección, donde la armadura resistente que resulta del caculo se coloca por debajo de la armadura de repeti-ción. La separación entre las barras resistentes no debe sobrepasar 1.5 veces el espesor del hormigón de las losas y este último no puede ser menor a 5.5 cm. Las losas maci-zas pueden apoyarse directamente sobre la mampostería en zonas no sísmicas, pero en zonas sísmicas es impres-cindible la colocación de viga e encadenado. En las dos zonas pueden apoyarse también sobre vigas de carga (calculadas) (Nieto, 2012, p. 291).

Los forjados de las losas de hormigón se ubican sobre en-cofrado liso y a base de sección llena o maciza o se colocan como elementos prefabricados de un tamaño que puede llegar al de toda una habitación o lugar (Schmitt y Heene, 1955, p. 277).

» Entrepisos de madera: son estructuras horizontales resis-tentes que separan dos pisos sucesivos en edificios de más de una planta. El uso de la madera está restringido por el alto costo de la materia prima y la necesidad de dimen-sionar los elementos con un alto coeficiente de seguridad, pues se trata de un material heterogéneo y con posibilida-des de que tenga fallas ocultas (Nieto, 2012, p. 291).

F i g u r a 1 5 . E n t r e p i s o d e m a d e r a F u e n t e : G i s e l l e A r i z a ( 2 0 1 4 ) .

T a b l i l l a m a c h i m b r a d a d e 2 c m s x 8 o 1 0 c m s

V i g a s

C o n l a s v i g a s a l a v i s t a

F i b r a d e v i d r i o

C o n a i s l a m i e n t o t é r m i c o y a c ú s t i c o

T a b l i l l a

L i s t ó n

P l a c a s d e y e s o ( c o n f i q u e )

C á m a r a d e a i r eC o n v i g a s v i s i b l e s y a i s l a m i e n t o a c ú s t i c o

M a t e r i a l a c ú s t i c o ( f i b r a d e v i d r i o )

M a t e r i a l d e c o r a t i v o

T a b l i l l a

M o l d u r a

5657

Los entrepisos de madera consisten en un tendido de vigas o durmientes de este material, separadas entre sí por distancias de 50 cm u 80 cm, sobre las cuales se clava, en sentido transversal, un piso de tablilla de madera ma-chimbreada y en su parte inferior un ciclo aso constitui-do por materiales livianos de muy diversa índole. Están constituidos por vías portantes cuyas distancias entre si fluctúan entre los 30 cm y los 60 cm, centro a centro. Por encima de los 60 cm se produce una flecha considerable, por lo tanto, se deben buscar siempre valores intermedios, dependiendo de las cargas a las que va a estar sometido. Actualmente los entrepisos de madera son poco utilizados en construcción de edificios altos (Ávalos Santos, 1998, p. 182; Velosa Fernández, 1999, p. 27).

» Entrepiso prefabricado: el diseño de los entrepisos prefa-bricados se basa en la utilización de estos elementos pre-viamente hechos en una planta: viguetas pretensionadas y losetas aligeradas con un vaciado de ajuste posterior que se hace directamente en la obra. Sin embargo, también pueden encontrarse otros sistemas, como placas total-mente prefabricadas y placas parcialmente prefabricadas (Ávalos Santos, 1998, p. 173).

» La prefabricación tiene como objetivo principal la agili-zación de la ejecución de una obra con la disminución de mano de obra y de materiales vaciados in situ, buscando mejores tiempos y mayores rendimientos y utilizando la mayoría de los elementos prefabricados que pueden ha-cerse en plantas especializadas y aun en la misma obra (Ávalos Santos, 1998, p. 476).

» Losas aligeradas de cimentación: son utilizadas para salvar luces más grandes que las losas macizas. Este siste-ma reemplaza parte de la sección de concreto por material aligerante, el cual pude ser de cajones de madera, caseto-nes de esterilla de guadua, ladrillos o bloques (Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, 2010, p. E18). Se utiliza en edificios sometidos a cargas poco importantes, en sue-los poco resistentes o en los que, bajo una capa superior de 450 mm a 600 mm, exista un substrato de baja capacidad portante (Chudley y Greeno, 2006, p.183).

F i g u r a 1 6 . E n t r e p i s o p r e f a b r i c a d o F u e n t e : Á n g e l a H e r n á n d e z ( 2 0 1 4 ) .

C a p a d e r e c u b r i m i e n t o

V i g u e t a a u t o r e s i s t e n t e

C i e l o r a z o f a l s oP l a q u e t a m o d u l a d a

P i s o

C a r p e t a d e a s i s t e n c i a

A l i s a d o

P l a q u e t a s p l e p l a n a s

H o r m i g ó n d e p e n d i e n t e

M e m b r a n a

T o m a n d o d e j u n t a s

5859

» Micropilotes: son pilotes de pequeño diámetro consti-tuidos por una armadura que se aloja en una perforación rellena de mortero de cemento y que se puede disponer en cualquier dirección respecto de la estructura. Los diáme-tros van desde 4.8 cm hasta los 10 cm con capacidades de carga de acuerdo a los diámetros, desde 15 toneladas hasta 100 toneladas. (Ávalos Santos, 1998, p. 340). Son elemen-tos de menor capacidad portante que los pilotes, pero de buena aplicación en trabajos donde no es factible la ejecu-ción de pilotaje convencional, ya sea por la naturaleza del terreno o por la dificultad en accesos y maniobrabilidad (Uribe Escamilla, 1991, p. 41).

» Muro cortina: elemento exterior de cerramiento en un edificio que no cumple una función resistente. Por lo ge-neral es de carpintería metálica y estructura grandes ven-tanales de doble acristalamiento (Grupo Editorial CEAC, 2009, p. 348).

» Muro de contención: el muro de contención es una estruc-tura sólida que cumple la función de cerramiento y está hecha por medio de mampostería y cemento armado. Está sujeta a flexión por tener que soportar empujes horizon-tales de diversos materiales: sólidos, granulados y líquidos (Uribe Escamilla, 1991, p. 47; Millais, 1996, p. 87).

» Muro pantalla: “Muro situado inmediatamente debajo de la rasante del terreno proyectado para sostener y anclar la superestructura solera” (Ching, 1997, p.57).

“Son paredes de espesor constante que se construyen pre-viamente a la excavación del desmonte o solar” (Domingo Cabo, 2004, p.10).

» Placa aligerada: está constituida por una serie de vigas o viguetas T colocadas sucesivamente unas al lado de las otras. Es tan eficiente como una placa maciza, pero de mucho menor peso. Los espacios entre viguetas que co-rresponden al concreto en tracción eliminado pueden re-llenarse con ladrillos huecos, bloques huecos de concreto u otro material liviano de dimensiones adecuadas, caseto-nes de madera o guadua, formaletas de fibra de vidrio, etc. (Ávalos Santos, 1998, p. 466).

F i g u r a 1 7 . M u r o d e c o n t e n c i ó n F u e n t e : A n a M a r í a J a i r o ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 1 8 . P l a c a a l i g e r a d a c o n p r e f a b r i c a d o s F u e n t e : J e i s s o n E . V a r g a s L ó p e z ( 2 0 1 4 ) .

M u r o d e c o n t e n c i ó n

P l a c a a l i g e r a d a

P i e d r a d e c a n t e r a c o n l a c a r a i n c l i n a d a l a s h i l a d a s h o r i z o n t a l e s

c o l o c a d a s h a c i a a t r á s

R e l l e n o d e g r a v a d e c a n t e r a c o m p a c t a d a

G r a d i e n t e i n f e r i o r a c a b a d o

S u b r a s a n t e c o m p a c t a d o

4 0 . 6 4 c m / 6 0 . 9 6 c m

3 0 . 4 8 c m

S e c c i ó n ( 3 0 . 4 8 c m )V a r í a

B o v e d i l l a

T a p a

T a p a

T a p a p r e f a b r i c a d aS o p a n d a s

P u n t a l

V i g u e t a s s e m i r r e s i s t e n t e s

6061

Placa de cimentación: consiste en una fuerte placa ner-vada de hormigón armado que se construye sobre la tota-lidad de la planta ocupada por el edificio, proporcionando así la máxima área posible de cimentación y, por lo tanto, la máxima seguridad contra fallas del suelo. Esto permite emplearla para transmitir grandes cargas, aisladas o con-tinuas, sobre terrenos de baja resistencia (Velosa Fernán-dez, 1999, p. 46).

» Placa maciza: las placas macizas tienen un peso propio considerable, razón por la cual se construyen cuando el espesor fluctúa entre los 10 cm, que es el espesor mínimo recomendado por las normas, y una relación de esbeltez igual a 25 cm para placas simplemente apoyadas y 30 cm o 35 cm para placas continuas sobre uno o varios apoyos (Ávalos Santos, 1998, p. 465).

» Pórtico: “Es el conjunto formado por pilares y vigas” (Pa-laia, 2008, p.1).

» Sitio cubierto y con columnas que se construye delante de algunos edificios suntuosos. Galería con arcadas o colum-nas dispuestas a lo largo de un muro de fachada, de un patio o delante de algunos edificios suntuosos. Está com-puesta por dos pies derechos y un cabecero rígidamente unidos entre sí (Grupo Editorial CEAC, 2009, pp. 397-398).

» Viga: pieza horizontal destinada a soportar cargas que trabaja bajo flexión combinada a veces con compresión o tracción, dependiendo de la naturaleza del material que se emplee, su disposición, lugar donde se coloque, etc. (Del Soto Hidalgo, 1960, p. 26; Zuleta Bilbao, 1988, p. 252).

» Viga apoyada: elemento horizontal que trabaja sobre dos o más apoyos, de medidas longitudinales superiores a las transversales. Tiene soportes cerca de sus extremos y solo la restringe su movimiento vertical (Merritt, 1996, p. 10; Tobar, 1995, p.162).

F i g u r a 1 9 . P l a c a m a c i z a d e c i m e n t a c i ó n F u e n t e : C a r o l i n a F o r e r o A m a y a ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 2 0 . P l a c a m a c i z a F u e n t e : V a n e s s a F a r i e t a P i ñ e r o s ( 2 0 1 4 ) .

P l a c a m a c i z a d e c i m e n t a c i ó n

P l a c a M a c i z a

D i r e c c i ó n p r i n c i p a l d e l

r e f u e r z o

M a l l a e l e c t r o s o l d a d a e n d o s d i r e c c i o n e s

M u r o

V i g a d e v a n o

V i g a e n v o l a d i z o

6263

» Viga compuesta: viga de madera laminada verticalmente, fabricada mediante la unión de diversos miembros meno-res mediante clavos o pernos, formando una viga de ma-yores dimensiones. También puede ser una viga de acero compuesta por diferentes planchas rematadas o soldadas entre sí, conocida como viga de alma llena (Camacho y Broto, 2001, p. 527). Cuando una losa de concreto esta apoyada sobre vigas de acero y no existen medios para transferir los esfuerzos cortantes entre ambos elementos, se tiene una sección en la que estos trabajan por separado (McCormac y Elling , 1991, p. 441).

» Viga continua: son vigas de varios apoyos que se trans-forman en isostáticas intercalando tantas articulaciones como apoyos intermedios existan y se sitúan consecuen-temente en secciones donde el momento flector se anula cambiando de sentido (Pérez White, Mateos Gómez, y Gómez Sánchez, 1992, p. 103).

» Viga de celosía: son la solución más económica para la ejecución de grandes luces, es decir, de largas separacio-nes entre los apoyos. En realidad, este tipo de viga es una clase de entramado compuesta por barras (pilares y jáce-nas) de longitudes más pequeñas. Por lo general, se dis-ponen angulares laminados normalizados dispuestos de a dos para los cordones del entramado. Las barras verticales también son angulares normalizados que ofician de lama de la viga y que trabajan a tracción (Construmática, 2007).

» Viga de vano: la viga corriente que solamente se apoya en sus extremos (Grupo Editorial CEAC, 2009, p. 483).

» Viga en voladizo: viga con un extremo empotrado y el otro libre. También llamada ménsula. Se encuentra apoya-da con un extremo en voladizo, lo que permite reducir el momento positivo en el centro del tramo, mientras que en el extremo se desarrolla un momento negativo (Camacho y Broto, 2001, p. 527).

F i g u r a 2 1 . V i g a a p o y a d a F u e n t e : N a t a l y A n d r e a P a r e d e s A v e l l a n e d a ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 2 2 . V i g a d e v a n o F u e n t e : D a n i e l R a m í r e z R o b a y o ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 2 3 . V i g a e n v o l a d i z o F u e n t e : G i n e t h C a m a c h o ( 2 0 1 4 ) .

V i g a a p o y a d a

( f u e r z a s )

F u e n t e : S i m o n e H u t s c h / / U n s p l a s h

6667

En elementos estructurales bajo una carga axial, es dada por la armadura del puente, compuesta de elementos que pue-den actuar a tensión o a compresión. (Berdugo de Moya, 2001, p. 8)

Una fuerza axial es una carga en la dirección del eje de la barra que la somete a tracción o compresión. (Bustinza Esparta, 1998, p. 2)

Se definen como esfuerzos axiales aquellas fuerzas que, aplicadas sobre el centro de gravedad de la sección, siguen la directriz de la barra. Según el sentido de los vectores de fuerzas, serán axiales de compresión o de tracción. (Grupo Editorial CEAC, 2001, p. 165)

Que hace referencia al eje situado en él o sobre él. (Cama-cho y Broto, 2001, p. 62)

Es la fuerza que se aplica al eje longitudinal de la pieza. Esta es de compresión cuando tiende a comprimir el ele-mento y de tensión o tracción cuando tiende a alongar. Se utilizan las letras N o P para identificarla y sus unidades en el sistema métrico decimal son kilogramos (kg) o tone-ladas (ton) (Contreras, 2012, p. 45).

“Cualidad que se aplica a aquello que no está en peligro de caer” (Camacho y Broto, 2001, p. 228).

La exigencia fundamental del equilibrio se relaciona con la ga-rantía de que el edificio, o cualquiera de sus partes, no se moverán. Esta exigencia no puede imponerse estricta-mente, ya que cierto grado de movimiento es inevitable e incluso necesario. Los desplazamientos admisibles en un edificio son, por lo general, tan pequeños que a simple vis-ta parece inmóvil y sin deformación alguna. A toda fuerza aplicada en una dirección determinada, debe oponerse otra de igual magnitud y dirección en sentido contario.

Axial

Equilibrio

F i g u r a 2 4 . E q u i l i b r i o F u e n t e : A r l e e n T o r r e s R o d r í g u e z ( 2 0 1 4 ) .

6869

Equilibrio de las fuerzas horizontales

Equilibrio rotatorio

Equilibrio vertical

Cuando esto sucede, decimos que hay equilibrio en esa dirección (Salvadori, 1998, pp. 43-44).

Las estructuras arquitectónicas son cuerpos en el espacio y el equilibrio es siempre un hecho tridimensional. Por simplicidad, suele analizarse el equilibrio en una sucesión de planos que, en síntesis, reconstituyen el espacio. El equilibrio del cuerpo depende exclusivamente del conjun-to de fuerzas exteriores que sobre él actúen, independien-temente de la forma, el tamaño o el material (Moisset de Espanes, 1992, p. 40).

En estado de equilibrio, un objeto permanece estático, esto es, el movimiento creado por la gravedad que está contrarrestando (Rosenthal, 1975, p. 21).

“En el equilibrio de las fuerzas horizontales, la resultante de to-das las fuerzas ha de formar, con la normal al plano de la base, un ángulo inferior al ángulo de rozamiento” (Crespo Villalaz, 2004, p. 332).

El equilibrio es el estado de reposo resultante de dos fuerzas iguales en magnitud y dirección, pero de sentido opuesto. Para que un cuerpo sólido esté en equilibrio, son necesa-rias dos condiciones: 1) la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él deber ser igual a cero (equilibrio de traslación) (∑Fx = 0; ∑Fy=0; ∑Fz=0). 2) La suma algebraica de todos los momentos de las fuerzas con respecto a cual-quier punto debe ser igual a cero (equilibrio de rotación) (∑M = 0) (Ching, 1997, p. 142).

Fuerzas de igual magnitud y sentido contrario garan-tizan el equilibrio en una dirección dada; productos de igual magnitud, pero de sentido contrario entre fuerzas y brazos de palanca (las distancias al punto de apoyo se denominan brazos de palanca) garantizan el equilibrio

rotatorio. Por ejemplo, el sube y baja está en equilibrio de rotación porque el momento alrededor del pívot es la sumatoria del peso de las dos personas sentadas en los ex-tremos, que es igual a la fuerza que se ejerce en el centro (Salvadori, 1998, p. 45).

El momento de una fuerza con respecto a un punto da a conocer en qué medida existe capacidad en una fuerza o sistema de fuerzas para cambiar el estado de la rotación del cuerpo (Hsieh, 1971, p. 272):

Esta situación de equilibrio es ilustrada por dos mucha-chos de peso idéntico, sentados en los extremos de un sube y baja de brazos iguales. El apoyo de este “equilibra verticalmente” los pesos de los dos muchachos y “reac-ciona” con una fuerza hacia arriba igual a la suma de los pesos. El equilibrio se rompe cuando los muchachos se sientan a distancias distintas del punto de apoyo: el sube y baja gira en la dirección del más distante al punto de apo-yo. […] A fin de garantizar el “equilibrio rotatorio”, el peso y los brazos de palanca de ambos muchachos deben ser iguales. Si los pesos son distintos, puede obtenerse equi-librio rotatorio dando al más liviano de los muchachos un mayor brazo de palanca y al más pesado, un brazo de palanca menor. En efecto, el equilibrio rotatorio requiere que el producto del peso por el brazo de palanca de los dos muchachos sea el mismo. (Salvadori, 1998, p. 44)

Un cuerpo no se mueve en una determinada dirección si las fuer-zas a él aplicadas en esa dirección se anulan: a toda fuerza aplicada en una dirección deben oponerse otras de igual magnitud y dirección, aplicadas en sentido contrario. Cuando esto sucede, decimos que hay equilibrio en esa dirección sea vertical u horizontal (Salvadori, 1998, p. 45).

Para tener equilibrio vertical, la suma de las dos reaccio-nes debe ser siempre igual al peso de la carga, pero las re-acciones tienen valores distintos según la ubicación de la carga. Por ejemplo: la estructura de un puente que soporta

T r a c c i ó n

C o m p r e n s i ó n

E s f u e r z o s d e f l e x i ó n E s f u e r z o d e c o r t e

E s f u e r z o s

7071

la carga de una locomotora en movimiento. Allí, los pilares del puente reaccionan en la medida en que la locomotora va cruzando el puente. Para que el puente esté en equili-brio, la suma de las reacciones de los pilares debe ser igual al peso de la locomotora para que los pilares reaccionen a medida que la carga se mueva (Salvadori, 1998, pp. 43-44).

Se denomina esfuerzo a la resultante de las tensiones que actúan sobre cada una de las dos secciones resultantes. Dicha resultan-te tiene carácter vectorial, aunque se puede descomponer en la suma de tres fuerzas y tres momentos dirigidos según tres secciones perpendiculares en el espacio. Debido a que para su estudio las barras se consideran situadas horizontalmente y las cargas suelen estar dirigidas de arriba hacia abajo, de las seis componentes posibles de la resultante de tensiones, solo existen tres. Si las tensiones superan el valor de la tensión de rotura, se dice que el esfuerzo correspondiente es el esfuerzo de rotura del material. (Ministerio de Educación de España, 1996, p. 25)

Fuerza que actúa sobre un cuerpo y que tiende a estirarlo (trac-ción), aplastarlo (compresión), doblarlo (flexión), cortarlo (corte) y retorcerlo (torsión) (Nieto, 2012, p. 292).

El esfuerzo se define como carga/superficie; es el concepto de la relación que hay cuando la fuerza es muy grande en relación con la superficie aplicada.

Esfuerzos simples: tracción y compresión.

Esfuerzos compuestos: torsión, corte y flexión (Ávalos Santos, 1998, p. 48).

Como consecuencia de la acción de las cargas o fuerzas exteriores sobre la estructura, sus elementos componen-tes se ven solicitados de diferentes maneras según su for-ma, posición, etc., de modo tal que la pieza y, por tanto, el material sufrirá una deformación que se verá controlada por el esfuerzo del material para preservar las condiciones

Esfuerzo

F i g u r a 2 5 . E s f u e r z o s s i m p l e s F u e n t e : J u a n E s t e b a n B a l l é n ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 2 6 . E s f u e r z o s c o m p u e s t o s F u e n t e : L o r e n a C i f u e n t e s ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 2 7 . E s f u e r z o s c o m p u e s t o s F u e n t e : L o r e n a C i f u e n t e s ( 2 0 1 4 ) .

E s f u e r z o d e t o r s i ó n

7273

iniciales, siendo la tensión la medida de dicho esfuerzo (Díez, 2005, p. 170).

Si en una barra se realiza un corte perpendicular a la directriz, se obtienen dos trozos de barra. En la sección de contacto por la que se ha realizado el corte existía una tensión que mantenía unidos los dos trozos de barra.

Esfuerzo que es perpendicular al plano sobre el que se aplica la fuerza de tracción o compresión y es distribuido de ma-nera uniforme por toda su superficie. También llamado esfuerzo normal (Camacho y Broto, 2001, p. 32).

“Cualidad que se aplica a aquello que no está en peligro de caer” (Camacho y Broto, 2001, p. 228).

La estabilidad es el resultado de la forma misma de la estructura. Para que haya estabilidad, deberá haber equilibrio estable, que es el que garantiza la inmovilidad bajo la acción de las cargas o fuerzas a las que se somete la estructura (Ávalos Santos, 1998, p. 11).

La exigencia de estabilidad se relaciona con el peligro de movimientos inaceptables del edificio en su totalidad. El peligro de inestabilidad puede darse por vientos, asenta-miento irregular del edificio y deslizamiento. Los vientos afectan especialmente a edificios altos y angostos que no estén adecuadamente arraigados en la tierra o equilibra-dos por su propio peso. Si el edificio se ubica en un suelo de resistencia no uniforme, este puede inclinarse al sufrir asentamientos desiguales (ej., Torre de Pisa). Al ubicar un edificio en una colina inclinada, este puede mostrar tendencia a deslizarse hacia abajo por acción de su propio peso. Estos casos de inestabilidad se relacionan directa-

Esfuerzo axial

Estabilidad

F i g u r a 2 8 . E s t a b i l i d a d F u e n t e : J u a n E s t e b a n B a l l é n ( 2 0 1 4 ) .

7475

mente con el suelo y el tipo de cimentación del edificio, por esta razón, las precauciones se toman en estos ele-mentos determinando el tipo de cimentación (pilotes, balsas o placas flotantes) y adecuando el suelo según sus características estructurales (métodos químicos, búsque-da de rocas solidas) (Salvadori, 1998, p. 48).

Una fuerza es la acción de un cuerpo sobre otro y puede ejercer-se por contacto real o a distancia, como en el caso de las fuerzas gravitatorias y magnéticas. Una fuerza se carac-teriza por su punto de aplicación, su módulo, dirección y sentido. Se representa con un vector (Beer F., Johnston, Mazurek, y Eisenberg, 1990, p. 2).

La fuerza normal es aquella que ejerce una superficie como reac-ción a la que un cuerpo aplica sobre ella. Si la superficie es horizontal y no hay otra fuerza actuando que la modifique (como por ejemplo la tensión de una cuerda hacia arriba), la fuerza normal es igual al peso, pero en sentido con-trario. En este caso, una fuerza horizontal empujando el cuerpo no modifica la normal. (Física Práctica, 2007).

Es la mampostería con refuerzo embebido en celdas rellenas que conforman un sistema monolítico. También tiene refuer-zo horizontal cada cierto número de hiladas. El refuerzo se usa para resistir la totalidad de las fuerzas de tensión y, ocasionalmente, para resistir los esfuerzos de compresión y cortante que no pueda resistir la mampostería simple (Universidad Nacional de Colombia, 2014).

El sistema de mampostería reforzada se fundamenta en

Par de fuerzas

Resistencia

Fuerza horizontal

Fuerza

Mampostería reforzada

la construcción de muros con piezas de mampostería de perforación vertical, unidas por medio de mortero, refor-zadas internamente con barras y alambres de acero, cum-pliendo los requisitos de análisis, diseño y construcción apropiados, como los establecidos en el capítulo D.7 del NSR-98 (Herrera y Madrid, 1999, p. 89).

“Se dice que dos fuerzas que tienen la misma magnitud, líneas de acción paralelas y sentidos opuestos forman un par” (Beer F. et al., 2010, p.107).

Sistema de fuerzas constituido por dos fuerzas paralelas que actúan en sentidos opuestos y tienden a producir una rotación, pero no una traslación. El momento de un par de fuerzas es igual en magnitud al producto de una de ellas por la distancia que las separa, tomada perpendicu-larmente a su línea de acción. También llamado, simple-mente, par (Ching, 1997, p. 141).

“Capacidad de resistir una fuerza” (Ambrose, 2005, p. 813).

“Oposición que ofrece un cuerpo a la acción de las fuerzas que se aplica sobre él” (Pérez Calvo, 1979, p. 188).

Enlace de las partes de una construcción por medio de elementos metálicos que aseguren su inmovilidad. Sistema de espi-ga, patilla o elemento análogo que debe empotrarse para servir de sujeción. En la técnica del hormigón armado, disposición que se da a los extremos de las varillas de la armadura para evitar su desplazamiento con respecto a la masa que los envuelve (Grupo Editorial CEAC, 2001, p.39).

D i s t a n c i a

P a r d e f u e r z a s

F 2

F 1

7677

F i g u r a 2 9 . P a r d e f u e r z a s F u e n t e : A r l e e n T o r r e s R o d r í g u e z ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 3 0 . P a r d e f u e r z a s F u e n t e : L i n a M e l i s a R o j a s V a l b u e n a ( 2 0 1 4 ) .

( A d i c i o n a l e s )

F u e n t e : F o t o g r a f í a p o r V i t a V i l c i n a / / U n s p l a s h .

A n c l a j e s

P i e z a s u p e r i o r

A r m a d u r a i n f e r i o r

P i e z a i n f e r i o r

A r m a d u r a s u p e r i o rd e r e p a r t o

8081

También se conoce como el medio para ligar un miembro es-tructural a otro o a su cimiento, proyectado, a menudo, para resistir las fuerzas de levantamiento y las horizon-tales (Ching, 1997, p. 125).

El elemento de conexión es el aditamento que conecta el elemento no estructural con los anclajes a la estructura. En algunos casos es el mismo elemento de anclaje. Las conexiones que permiten movimiento deben disponerse de tal manera que pueda haber movimiento relativo en-tre la estructura y el elemento no estructural por medio de agujeros alargados, agujeros de un tamaño mayor que los espigos o tornillos o por medio de elementos de acero que se flexionan (o cualquier otro procedimiento), pero debe ser capaz de resistir las fuerzas sísmicas reducidas de diseño prescritas en las direcciones en las cuales no se permite el movimiento (Diario Oficial, 2010, p. 91).

Dispositivo metálico para fijar un tendón tensado y transmitir su fuerza al hormigón para asegurar la tra-bazón de la fábrica. También llamado ancla (Camacho y Broto, 2001, p.112).

Si está reforzada en ambas direcciones, la losa de concreto pue-de funcionar en dos direcciones, así como en una. El uso más generalizado de dicha losa es en la construcción de losas o placas planas. En la construcción de las losas pla-nas, las vigas se utilizan solo en puntos de losas planas, las vigas se utilizan solo en puntos de discontinuidad, con el sistema común compuesto solo de la losa y los ele-mentos de refuerzo utilizados en los apoyos de columna (Ambrose, 2001, p. 394).

Las placas bidireccionales suelen ser planas, su caracte-rística principal es que alrededor de los pilares se crea una placa totalmente maciza sin ningún elemento alige-rante, denominado ábaco, que se encarga de transmitir las cargas a los soportes. Estas placas de hormigón, cuyos

Anclaje

Bidireccional

F i g u r a 3 1 . A n c l a j e F u e n t e : K e n y a A y a l a M a r t í n e z ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 3 2 . B i d i r e c c i o n a l F u e n t e : M a r í a C a m i l a P u e n t e s ( 2 0 1 4 ) .

B i d i r e c c i o n a l

P l a c a p a r a z o n a r m a c i z a r

8283

armados van en dos direcciones perpendiculares, forman una malla compuesta de armaduras y junto con los sopor-tes forman un conjunto estructural espacial que soporta las cargas verticales de una forma uniforme. La sección y el armado de estos forjados dependerán tanto de la carga que reciban como de las luces que tengan que cubrir (Menén-dez Fernández y Velasco Antuña, 2005, p. 395).

“Distancia existente entre la línea de acción de una fuerza y el punto respecto del que se produce el momento” (Ching, 1997, p.141).

Dibujo detallado y a escala de las diferentes partes de un plano en el que se reproduce una superficie (pared, arco, bóveda, etc.) que ha de construirse de sillería, o bien ha de ser objeto de revestimiento por medio de placas. El despiece com-prende la totalidad de las diversas piezas que han de entrar en su ejecución (Grupo Editorial CEAC, 2009, p. 174)-

Son sistemas portantes de material flexible, no rígido, en los que la trasmisión de cargas se efectúa a través de una forma adecuada y una estabilización de la forma característica. Son cables trenzados (para mayor resistencia) general-mente hechos en acero (Engel, 2003, p. 59).

Estructura portátil de tensión en el que los soportes (por lo gene-ral, un palo de madera o postes) llevan y se mantiene en su lugar por una membrana de tela, pieles o lona estirada enci-ma de ellos y se fija por medio de estacas en el suelo.

Estructura portátil de compresión en la cual un bastidor de soporte o armadura está construido sobre una membrana protectora que se cuelga sobre esta (Curl, 2006, p. 768).

F i g u r a 3 3 . B r a z o d e m o m e n t o F u e n t e : L u i s a R a m í r e z ( 2 0 1 4 ) .

Brazo de momento

Despiece

Estructura de cable

Estructura de tienda

8485

Soluciones estructurales livianas y flexibles, que se encua-dran dentro de las que resisten por tracción, con posibili-dad de adaptar su forma al funicular de las cargas exter-nas (Engel, 2003, p. 12).

La fatiga es la condición por la cual un material se agrieta o falla como resultado de esfuerzos repetidos (cíclicos). Desde un punto de vista ingenieril, se debe definir rigurosamente la fatiga como el cambio estructural permanente, localizado y progresivo que tiene lugar en un material sujeto a de-formaciones repetidas o fluctuantes. Por lo general, estas deformaciones se presentan en esfuerzos menores que la resistencia última de tracción del material en un ensayo estático y aparecen con frecuencia para esfuerzos meno-res que el límite de fluencia del material. La fatiga puede afectar prácticamente a todos los materiales de ingeniería sujetos a esfuerzos cíclicos (Miravete et al., 2007, p. 606).

El forjado colaborante tiene su origen en la solución primitiva de utilizar chapa de acero grecada o nervada como enco-frado perdido para las losas de hormigón en edificios con estructura de pilares y vigas metálicas. Con este método se conseguían rápidos plazos de ejecución, ahorrando el apeo inferior de la losa, pero el coste era importante (Me-dina Sánchez, 2007, p. 217).

Esta ley se utiliza para determinar la resultante de dos fuerzas coplanares que actúan sobre un punto. Se afirma que si dos fuerzas actúan en un punto representado en magni-tud y dirección por dos de los lados adyacentes al para-lelogramo, entonces su resultante está representada en magnitud y dirección por la diagonal del paralelogramo pasando a través de este punto.

Esta ley se basa en los resultados experimentales. No se puede demostrar analíticamente, pero puede ser verifica-da experimentalmente (Gujral, 2008, p. 7).

Lámina colaborante

Fatiga

F i g u r a 3 4 . L á m i n a c o l a b o r a n t e F u e n t e : L o r e n a C i f u e n t e s ( 2 0 1 4 ) .

Ley del paralelogramo

8687

Se denomina momento de una fuerza en un punto al producto de la fuerza por la distancia existente entre dicho punto y el punto de aplicación de la fuerza. Cuando en la sección de una barra actúa un momento, este se denomina momento flector, pues hace que se curve. En las estructuras habi-tuales en construcción los mayores esfuerzos que actúan sobre ellas son los momentos flectores (Ministerio de Educación de España, 1996, p.26).

“Una pieza prismática está sometida a torsión simple cuando so-bre sus secciones actúa únicamente un momento resultan-te que tiene componente solo según el eje X de la pieza, es decir, un momento torsor” (Cervera Ruiz, 2004, p. 263).

“Representa la tendencia de la parte eliminada a girar respecto de la conservada, tomando la línea media (o eje X) como eje de giro (o sea, retorciéndose) (Romero García, Museros Romero, Martínez Rodrigo, y Poy Gil, 2002, p. 14).

“Una pieza“La retícula abovedada es una estructura en forma de malla con doble curvatura realizada con elementos linea-les continuos en los que las cargas se transmiten a lo largo de dos ejes mediante mecanismos de empuje” (Engel, 2003, p. 123).

Son sistemas portantes de material flexible, no rígido, en los que la transmisión de cargas se efectúa a través de una forma adecuada que fijada por sus extremos puede sostenerse por sí misma y da una estabilización característica (Engel, 2003, p. 53).

Momento

Momento torsor

F i g u r a 3 5 . M o m e n t o t o r s o r F u e n t e : V a n e s s a F a r i e t a P i ñ e r o s ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 3 6 . R e t í c u l a a b o v e d a d a F u e n t e : S e b a s t i á n R e n g i f o R o d r í g u e z ( 2 0 1 4 ) .

Retícula abovedada

Sistema estructuralde forma activa

S e p a r a d o r m e t á l i c o p a r a a r m a d u r a d e n e r v i o s

P l a c a d e z o n a m a c i z a s

S e p a r a d o r d e h o r m i g ó n p a r a z o n a s m a c i z a s

A r m a d u r a d e á b a c o

8889

O losa nervada. Se construye cuando el espesor de esta es muy grueso, por encima de la losa propiamente dicha. Se colo-can las amarraduras, de preferencia, en la parte superior de los nervios y las de repartición o construcción, en la losa (Prieto y Servicio Nacional de Aprendizaje, 1988, p. 37).

Este sistema de entrepiso es una variante de las flat-slabs que los estadounidenses denominan a veces flat-plates. Consiste en hacer toda la placa más gruesa para disimular el capitel dentro del espesor de la placa y nervada en ambas direcciones para aligerar el peso propio. Para ello, se utili-zan cajones o bloques de hormigón prefabricados en forma de dos tapas que al colocarse de punta forman el bloque completo: la tapa superior sirve de base para el piso y la tapa inferior para el cielo raso (Ávalos Santos, 1998, p. 466).

Este procedimiento se usa en las construcciones de con-creto reforzado mediante el empleo de piezas prefabri-cadas (cualquier estructura de carga cuyo elemento de resistencia sea una retícula de viguetas) convirtiendo au-tomaticamente la estructura reticular en celulada (Mayor Mora, Jiménez Gómez, y Cardona Bueno, 2005, p. 128).

“Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física” (Zuleta Bilbao, 1988, p.54).

Se llama magnitud a la propiedad de la física que es me-dida. Pueden ser clasificadas en dos clases: magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas. Las magnitu-des fundamentales son aquellas que se pueden medir en forma directa, como la longitud, el tiempo, la masa, etc. Las magnitudes derivadas son aquellas que dependen de las magnitudes fundamentales y no se pueden medir en forma directa como el área, el volumen, la aceleración, etc. (Company, 1943, p. 4).

Sistema reticular celulado

F i g u r a 3 7 . F o r m a a c t i v a F u e n t e : S e b a s t i á n V i z c a í n o H o y o s ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 3 8 . S i s t e m a r e t i c u l a r c e l u l a d o F u e n t e : J e i s s o n E . V a r g a s L ó p e z ( 2 0 1 4 ) .

F o r m a a c t i v a

S i s t e m a r e t i c u l a c a l c u l a d o

H o r m i g ó n i n s i t u

T a p a

A r m a d u r a d e r e p a r t o

A r m a d u r a d e n e r v i o s

B a s e

Unidad de medida

U n i o n e s r e s i s t e n t e s a f l e x i ó n

U n i ó n r í g i d a U n i ó n s e m i r r í g i d a

9091

F i g u r a 3 9 y 4 0 . U n i d i r e c c i o n a l F u e n t e : S t e p h a n i e R o j a s C a s a l l a s ( 2 0 1 4 ) . F i g u r a 4 1 . U n i ó n F u e n t e : B r e n d a G o n z á l e z ( 2 0 1 4 )

“Los forjados unidireccionales son aquellos que trabajan a fle-xión en una sola dirección. Están formados por nervios resistentes, paralelos entre sí, que se apoyan o empotran en sus extremos sobre muros y vigas” (Medina Sánchez, 2007, p. 105). Dícese de una estructura o elemento estruc-tural cuyas características portantes le permiten actuar en dos o más direcciones (Ching, 1997, p. 121).

Acción o efecto de hacer solidas dos o más partes o miembros, por ejemplo, sujetándolas con una abrazadera mecánica, clavo o tornillo; pegándolas con un adhesivo, o soldándo-las (Ching, 1997, p. 264).

Los vectores se definen como expresiones matemáticas que po-seen magnitud, dirección y sentido, los cuales se suman de acuerdo con la ley del paralelogramo y se representan por flechas en las ilustraciones. En escritura a mano, un vector puede caracterizarse dibujando una pequeña flecha arriba de la letra o subrayando la letra (Beer F. et al., 2010, p. 17).

“Las estructuras de vector activo comprenden las cerchas o arma-duras, estas son estructuras de miembros rectos, dispues-tos triangularmente, con cargas concentradas aplicadas en los nudos y con fuerza de comprensión y/o tracción” (Jaramillo Jiménez, 2004, p. 115).

Son sistemas portantes formados por elementos lineales (barras) en los que la transmisión de las fuerzas se realiza por descomposición vectorial, es decir, a través de una sub-división multidireccional de las fuerzas. Las barras fraccio-nadas o comprimidas unidas, de manera que formen un triángulo, forman una unidad estable que, si se sustenta adecuadamente, puede transmitir diferentes cargas, inclu-so asimétricas, a los extremos (Engel H., 1970, p. 133).

Unidireccional

Unión

U n i ó n s i m p l e

Vector

Vector activo

Acuña, M. B. (2007). Forma y espacio. México: Universidad Iberoamericana. A. C.

Álvarez González, M. (2008). Vocabulario básico de construcción arquitectónica. México: Limusa - Universidad Politécnica de Valencia.

Ambrose, J. (2001). Análisis y diseño de estructuras. México: Limusa.Ambrose, J. (2005). Análisis y diseño de estructuras. México: Noriega

Editores.Arango Vélez, A. (1985). Manual de laboratorio de mecánica de suelos.

Medellín: Universidad Nacional - Facultad de Minas.Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (2010). Reglamento

colombiano de construcción sismo resistente. Bogotá: ACIS.Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (s. f.) . NSR-98 Normas

colombianas de diseño y construcción sismo resistente. Título B: Cargas. Bogotá: ACIS.

Asociación Costarricense de Geotecnia (2009). Código de cimentaciones de Costa Rica. San José: Editorial Tecnológica de Costa Rica.

Ávalos Santos, E. (1994). Proceso de fabricación de un muro. Medellín: Universidad Pontificia Bolivariana.

Ávalos Santos, E. (1998). Construcción para arquitectos. Medellín: Editorial Universidad Pontificia Bolivariana.

Bak, T., y Lichtenberg, J. (1972). Vectores, tensores, grupos y representación de grupos (Vol. 1. Matemáticas para científicos). Barcelona: Reverte.

Barrios Padura, A., y Barrios Padura, J. (2011). Obras de fábrica (Vols. 2. El proceso constructivo de las obras de fábrica, arcos y bóvedas). Sevilla: Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Sevilla.

Beer, F., Johnston, E., Mazurek, D., y Eisenberg, E. (1990). Mecánica vectorial para ingenieros (5 ed.). Madrid: McGraw Hill.

Beer, F., Johnston, E. R., Mazurek, D., y Eisenberg, E. (2010). Mecánica vectorial para ingenieros. Estática. México: McGraw Hill.

Beinhauer, P. (2008). Atlas de detalles constructivos. Barcelona: Gustavo Gili S. A.

( B i b l i o g r a f í a )

F u e n t e : F o t o g r a f í a p o r P a u l J e s p e r s / / U n s p l a s h

9495

Beltrán Guevara, F. (2009). Nuevo sistema de entrepisos y cerramientos. Noticreto (94), pp. 68-75.

Berdugo de Moya, I. R. (2001). Determinación de la capacidad de carga axial característica en el análisis del estado límite de falla 1A de pilotes. Ingeniería y Universidad, 5(1-2), 8-16.

Berry, P. L., y Reid, D. (1993). Mecánica de suelos. Bogotá: Nomos S. A.

Blume, H. (1988). La construcción de la arquitectura. Técnica, diseño y estilo. España: Michael Foster.

Bustinza Esparta, J. (1998). Análisis elemental de estructuras. Enfoque práctico. Navarra: Newbook Ediciones.

Camacho, M., y Broto, C. (2001). Diccionario técnico de aquitectura y construcción. Instituto Monsa Ediciones.

Casanova, E. (2005). Introducción a la ciencia del suelo. Caracas: Universidad Central de Venezuela - Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico.

Cervera Ruiz, M. (2004). Mecánica de estructuras I. Resistencia de materiales. Barcelona: Universidad Politecnica de Catalunya.

Charleson, A. (2007). La estructura como arquitectura. Barcelona: Reverte.

Ching, F. (1997). Diccionario visual de arquitectura. Barcelona: Ediciones Gustavo Gili.

Chudley, R., y Greeno, R. (2006). Manual de construcción de edificios. España: Gustavo GIli.

Company, M. (1943). Cálculos de construcción: prontuario para el cálculo de anteproyectos con numerosos ejemplos resueltos. Barcelona: Gustavo Gili.

Construmática (17 de de diciembre de 2007). Viga en celosía (mensaje de blog). Recuperado de http://www.construmatica.com/construpedia/Viga_en_Celos%C3%ADa

Contreras, A. R. (2012). Proyecto arquitectónico en zonas sísmicas. Bloomington: Palibrio.

Crespo Villalaz, C. (2004). Mecánica de suelos y cimentaciones. México: Limusa.

Curl, J. S. (2006). Diccionario de arquitectura. Gran Bretaña: Oxford.

De la Mora, S., y De Garay, S. (4 de abril de 2009). Columnas (mensaje de blog).En Arquitectura, diseño, construcción y Autocad. Recuperado de http://www.arquba.com/monografias-de-arquitectura/columnas/

Del Soto Hidalgo, J. (1960). Diccionario de términos arquitectónicos, constructivos, biográficos y de tecnología de los oficios. Madrid: Instituto Geográfico y Catastral.

Diario Oficial (26 de marzo de 2010). Reglamento colombiano de construcción sismo resistente NSR-10. Recuperado de http://camacol.co/internas/nsr-10-diario-oficial-26-de-marzo-de-2010

Díez, G. (2005). Diseño Estructural en Arquitectura. Buenos Aires: Nobuko.

Díez, G. (2011). Nociones prácticas de diseño estructural para sistemas isostáticos en arquitectura. Buenos Aires: Nobuko.

Domingo Cabo, A. (2004). Cuadernos de procedimiento de construcción. Muros pantalla. Valencia: Universidad Politécnica de Valencia.

Editores Técnicos Asociados, S. A. (1983). Enciclopedia de la construcción. Cálculos y ensayos estudio de los proyectos. Barcelona: Editores Técnicos Asociados, S. A.

Ministerio de Educación de España (1996). Estructuras. El proceso metódico de resolución de problemas. Organización del aula de tecnología. España: Ministerio de Educación.

Engel, H. (2001). Sistemas de estructuras. Barcelona: Editorial Gustavo Gili.

Engel, H. (2003). Sistemas de estructuras. Barcelona: Gustavo Gili.Física Práctica (26 de diciembre de 2007) . Fuerza normal (mensaje

de blog). Recuperado de http://www.fisicapractica.com/normal.php

Froment, G. J. (1958) . Obras de tierra. Barcelona: Gustavo Gili.Gausa, M., Guallart, V., Müller, W., y Soriano, F. (2002) .Diccionario

metápolis de arquitectura avanzada. Barcelona: Actar.

9697

Giancoli, D. (2009). Física para universitarios. Bogotá: Prentice Hall.

González Cuevas, O. M. (2003) . Análisis estructural. México D. F.: Limusa - Universidad Autónoma Metropolitana.

Grupo Editorial CEAC. (2001). Nueva enciclopedia del encargado de obras. Barcelona: Grupo Editorial CEAC.

Gujral, D. I. (2008). Engineering Mechanics. New Delhi: Laxmi Publications.

Herrera, A., y Madrid, G. (1999). Manual de construcción de mampostería en concreto. Medellín: Instituto Colombiano de Productores de Cemento .

Hibbeler, R. C. (2006). Mecánica de materiales. México: Pearson Educación.

Hsieh, Y. Y. (1971). Teoría elemental de las estructuras. Taipei: Prentice Hall International.

Instituto Americano del Concreto - Seccional Colombia (julio de 1985). Seminario de mamposteria estructural. Bogotá.

Instituto Nacional de Tecnología Industrial (1982) . Reglamento CIRSOC 101. Cargas y sobrecargas gravitatorias para el cálculo de las estructuras de edificios. Buenos Aires: Instituto Nacional de Tecnología Industrial.

Jaramillo Jiménez, J. O. (2004). Análisis clásico de estructuras. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia.

Jiménez Salas, J. A. (1980). Geotécnica y cimientos III. Madrid: Rueda.

Laugier, M. A. (1999). Ensayo sobre la arquitectura. Madrid: Ediciones Akal.

López García, L., y López Perales, J. (s. f.). Elementos de construcción. Albacete: Universidad de la Mancha Ediciones.

Mattheib, J. (1980). Hormigón. Armado, armado aligerado, pretensado. Barcelona: Reverté, S. A.

Mayor Mora, A., Jiménez Gómez, S. I., y Cardona Bueno, H. (2005). Inventos y patentes en Colombia, 1930-2000: de los límites de las herramientas a las fronteras del conocimiento. Medellín: Fondo Editorial ITM.

McCormac, J., y Elling, R. (1991). Estructuras: análisis y diseño (Vol. 1. Métodos clásico y matricial). México: Alfaomega.

McGill, D., y King, W. W. (1991). Mecánica para ingeniería y sus aplicaciones: Estática. México: Grupo Editorial Iberoamérica.

Medina Sánchez, E. (2007). Construcción de estructuras de hormigón armado: Edificación. Madrid: Delta Publicaciones.

Menéndez Fernández , S. E., y Velasco Antuña, Y. (2005). Control de ejecución de estructuras: manual práctico del encargado en obra. Valladolid: Lex Nova.

Meriam, J. L., y Kraige, L. G. (1999). Mecánica para ingenieros. Estática. Barcelona: Reverte.

Merlo, L. F. (2003). Tecnología de la Construcción Básica. San Vicente del Raspeig: Editorial Club Universitario.

Merritt, F. S. (1996). Manual del ingeniero civil. México: McGraw Hill.Secretaría de Instrucción Pública y Bellas Artes de México (2011).

Boletín de instrucción pública, 19. México: Tipografía Económica.

Millais, M. (1996). Estructuras de edificación. Madrid: Celeste Ediciones.

Ministerio de Fomento de España. (2005). Guía para el proyecto y la ejecución de micropilotes en obras de carretera. Madrid: Ministerio de Fomento.

Miravete, A., Larrode, E., Castejon, L., Clemente, R., Jimenez, M., Lizaranzu, M., y Peralta, J. (2007). Compuestos Materiales (Vol. 1). Barcelona: Reverte.

Moisset de Espanes, D. (1992). Intuición y razonamiento en el diseño estructural. Bogotá: Escala.

Morras Nieto, E. (2004). Riesgos asociados a las deformaciones producidas en las estructuras de edificación. Cercha: Revista de los Aparejadores y Arquitectos Técnicos (73), 70-78.

Muñoz, J. R. (2013). Diseño práctico de cimentaciones sujetas a vibración producida por maquinaria. Bloomington: Palibrio.

9899

Nash, W. A. (1970). Resistencia de materiales. Teoría y 430 problemas resueltos. México: McGraw Hill.

Nieto, N. (2012). Construcción de edificios. Bogotá: Nobuko S. A.Ortiz Berrocal, L. (2007). Resistencia de materiales. Madrid:

McGraw Hill - Interamericana de España S. A.Palaia, L. (2008). Aprendiendo a construir la arquitectura. México:

Lumisa.Paz Riveros, J. (2011). Tendencias de la tecnología. Noticreto (18).Paz, M. (2002). Dinámica estructural. Teoría y cálculo. Sevilla:

Reverte.Pereira, J. R. (2005). Introducción a la historia de la arquitectura.

Barcelona: Reverte.Pérez Calvo, C. E. (1979). Diccionario ilustrado de arquitectura.

Bogotá: Jorge Plazas.Pérez White, T., Mateos Gómez, J., y Gómez Sánchez, P. (1992).

Resistencia de materiales. Salamanca: Universidad de Salamanca.

Prieto, J. M., y Servicio Nacional de Aprendizaje. (1988). Construcción de zapatas, losas de cimentación y sobrecimientos. Bogotá: Sena Bogotá.

Putnam, R. E., y Carlson, G. E. (1996). Diccionario de arquitectura, construcción y obras públicas. Madrid: Paraninfo.

Ramírez López, A. D., y Zapata Gómez, M. C. (2006). Representación de estructuras en concreto reforzado. Bogotá: Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca.

Riley, W., y Sturges, L. (1995). Ingeniería mecánica. Estática. Barcelona: Revertés.

Romero García, M., Museros Romero, P., Martínez Rodrigo, M., y Poy Gil, A. (2002). Resistencia de materiales. Castellón de la Plana: Universitat Jaume.

Rosenthal, W. (1975). La estructura. Barcelona: Blume.Saliger, R. (1963). El hormigón armado: cálculo y formas

constructivas. Barcelona: Labor.Salvadori, M. (1998). Estructuras para arquitectos. Buenos Aires:

Klickwoski Publisher.Salvadori, M. J. (1998). Estructuras para arquitectos. Buenos Aires:

Klickwoski Publisher.

Schmitt, H., y Heene, A. (1955). Tratado de construcción. Barcelona: Gustavo Gili.

Thompson, L. M., y Troeh , F. R. (2002). Los suelos y su fertilidad. Barcelona: Reverte.

Tobar, L. A. (1995). Cimientos, estructuras, cerramientos. Bogotá: Escala Fondo Editorial.

Universidad Nacional Abierta y a Distancia (1 de abril de 1982). Cimentación, Tecnología de la Construcción. Lección 7. Recuperado de http://datateca.unad.edu.co/contenidos/102803/MODULO_ACADEMICO/leccin_7_cimentacin.html

Universidad Nacional de Colombia (2014). Ingeniería Estructural I. Recuperado de http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/Lecciones/Capitulo%203/MAMPOSTERIA%20ESTRUCTURAL.htm

Universidad Nacional de Colombia (10 de abril de 2014). Curso resistencia de materiales. Recuperado de http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/palmira/5000155/lecciones/lec1/1_2.htm

Uribe Escamilla, J. (1991). Análisis de estructuras. Bogotá: Uniandes.

Velosa Fernández, J. (1999). Introducción a la construcción: los sistemas constructivos del edificio. Cali: Universidad del Valle - Facultad de Arquitectura.

Veneros, L., y Alva, J. (2011). Diseño de cimentación por caissons para el puente Yuracyacu. Lima: Guzlop Editoras.

Whitlow, R. (1994). Fundamentos de mecánica de suelos. México: Compañía Editorial Continental.

Wilson, J. D., Buffa , A. J., y Lou, B. (2007). Física. Naucalpan de Juares: Pearsons.

Winter , G., y H. Nilson, A. (2002). Proyecto de Estructuras de Hormigón. Barcelona: Reverte.

Zuleta Bilbao, H. (1988). Diccionario de la construcción. Bogotá: Géminis.

100101

( L i s t a d o d e f i g u r a s )

Figura 1. Cargas

Figura 2. Cargas de asentamiento

Figura 3. Carga útil

Figura 4. Cimentación por pilotes

Figura 5. Cimentación profunda

Figura 6. Cimentación superficial con ciclópeo

Figura 7. Cimentación superficial con zapata

Figura 8. Caisson, corte

Figura 9. Caisson, axonometrías

Figura 10. Catenaria

Figura 11. Cerchas

Figura 12. Elemento a tracción

Figura 13. Rigidez

Figura 14. Dintel

Figura 15. Entrepiso de madera

Figura 16. Entrepiso prefabricado

Figura 17. Muro de contención

Figura 18. Placa aligerada con prefabricados

Figura 19. Placa maciza de cimentación

Figura 20. Placa maciza

Figura 21. Viga apoyada

Figura 22. Viga de vano

Figura 23. Viga empotrada

Figura 24. Equilibrio

Figura 25. Esfuerzos simples

Figura 26. Esfuerzos compuestos

Figura 27. Esfuerzos compuestos

Figura 28. Estabilidad

Figura 29. Par de fuerzas

Figura 30. Par de fuerzas

Figura 31. Anclaje

Figura 32. Bidireccional

Figura 33. Brazo de momento

Figura 34. Lámina colaborante

Figura 35. Momento torsor

Figura 36. Retícula abovedada

Figura 37. Forma activa

Figura 38. Sistema reticular celulado

Figura 39. Unidireccional

Figura 40. Unidireccional

Figura 41. Unión

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