Estructura de grandes luces

UNIVERSIDAD DE PANAMÁ
CENTRO REGIONAL UNIVERSITARIO DE AZUERO
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO
ESTRUCTURAS ESPECIALES
SISTEMAS UNIDIRECCIONALES
Y BIDIRECCIONALES
PROFESOR:
EDUARDO CEDEÑO
I SEMESTRE 2016

• VIGAS
• CERCHAS
• ARCOS
• ESTRUCTURAS TENSADAS
• ESTRUCTURAS LAMINARES
• ESTRUCTURAS DE MEMBRANA
SISTEMAS BIDIRECCIONALES
• ESTRUCTURAS LAMINARES
• ESTRUCTURAS DE MEMBRANA

VIGAS DE MADERA LAMINADA
- Pueden salvar luces hasta de 24 m
- Se pueden fabricar con perfiles curvos y
de grandes secciones transversales
- Tienen mayor resistencia y estabilidad
que la tradicional
- Aplicaciones

VIGAS DE ACERO
- Trabajan a flexión
- Luces hasta de 22m con cantos hasta de 1,1m
- No son eficientes para salvar grandes luces por
la cantidad de material que se requiere.

VIGAS DE HORMIGON
- Pueden salvar luces
- Son muy grandes y pesadas
- Pueden pretensarse en fabrica: son mas ligeras y
secciones pequeñas y necesita transporte
- Postensarse en obra no requiere transporte
- Secciones comunes T, 30m y doble T, 22m.

VIGAS COMPUESTAS
- Es una viga continua, rigidizada por una combinación de
montantes a compresión y cables o barras de tracción.
- Aumentan la capacidad portante y luces de vigas de acero o
madera.
- Elementos curvos o con pendiente
- Forman arcos triangulados.

CERCHAS
Son elementos formados por barras simples, unidas entre si por articulaciones que forman una malla triangulada.
Cada barra trabaja a compresión o tracción.
- Son livianos -Pueden permitir forjados suspendidos y cubrir espacios no rectilíneos, circulares.
- Capacidad para soportar cargas - Pueden trabajar como cerchas de apeo
- Usos: puentes, iglesias, almacenes, bodegas, etc.
- Las grandes aberturas dentro del alma de la cercha sirve para alojar ductos

CERCHAS
- Celosía o de canto: tienen cordones paralelos rectos, planos
o espaciales, 37m canto constante
- En tijeras: tienen barras a tracción que unen el inicio de cada
cordón superior con un punto intermedio del otro cordón,
46m. triangulares
- Lúnula o de arco: tienen ambos cordones curvos
- Long: poseen diagonales dobles
- Howe: diagonales a compresión y verticales a tracción
- Pratt: sentido contrario a las Howe.
- Warren: diagonales a compresión y tracción
- Viga Vierendel: no puede considerarse estrictamente como
una cercha debido a la ausencia de diagonales. canto
equivalente a la altura de una planta.
- Armaduras Fink: cercha belga que cuenta con subdiagonales
para reducir la longitud de las barras comprimidas en la
parte central de la luz.

CERCHAS DE ACERO
- Se fabrican atornillando perfiles de acero, ángulos y perfiles
en T.
- Las conexiones necesitan placas de refuerzo por su esbeltez

CERCHAS DE MADERA

CERCHAS ESPACIALES
- Puede visualizarse como dos cerchas planas que se unen en el cordó inferior y los dos cordones superiores
están unidos entre si mediante un tercer entramado.
- Es una cercha tridimensional
- Resiste cargas verticales, horizontales y de torsión.
- Salvan grandes luces con diferentes formas de cubiertas

ARCOS EMPOTRADOS
Un arco empotrado esta diseñado como un elemento continuo y
conectado rígidamente a sus dos soportes.
Un arco funicular es aquel cuya forma se adapta
al recorrido de las cargas, de manera que solo
soporta esfuerzos de compresión.
ARCOS FUNICULARES
El empuje se refiere a
cualquiera de las fuerzas
que tienden a desplazar
los apoyos de un arco
hacia afuera.
La forma del arco empotrado mostrará una mayor sección en
los soportes, con progresivo adelgazamiento hacia la clave.
Arco Gateway, en
Saint Louis.

ARCOS RIGIDOS
Son estructuras curvas rígidas de madera, acero u hormigón
armado, capaces de soportar ciertos esfuerzos de flexión. El arco es rígido solo en su propio plano, y se
requiere un entramado diagonal para resistir
las cargas laterales perpendiculares al arco.
ARCOS BIARTICULADOS
Para resistir el empuje horizontal en los apoyos, son
necesarios contrafuertes o tirantes.
Los arcos biarticulados, son diseñados como
estructuras continuas, con 2 articulaciones en
sus apoyos.

ARCOS TRIARTICULADOS
Los arcos triarticulados son estructuras compuestas por la unión de
2 secciones rígidas, conectadas entre sí en la clave del arco y
articuladas en su base.
Una serie paralela de arcos triarticulados es
capaz de resistir cargas laterales en su mismo
plano, pero requiere de un sistema de
arriostramiento en la dirección perpendicular.
Las correas proporcionan soporte para los
paneles estructurales y salvan la separación
entre los arcos.
Los arcos de madera pueden salvar luces de entre 30 y 75 m. Los
arcos de acero, pueden salvar luces mayores de 150 m. Y los de
hormigón pueden salvar hasta 90 m.

ARCOS
El uso de elementos triangulados para conformar arcos o
pórticos, es una alternativa más económica que el uso de
elementos macizos.

ESTRUCTURAS TENSADAS
Los cables tensores, absorben el componente
horizontal del empuje de la estructura, y
transfieren la carga a la cimentación.
Las estructuras tensadas utilizan cables como medios principales de
soporte; los cuales solo tienen una alta resistencia a tracción.
Una forma funicular es aquella que adopta un
cable libremente deformable como respuesta
directa de las cargas externas de determinadas
magnitudes y puntos de aplicación.
Las estructuras de doble cable tienen 2 series
de cables, superiores e inferiores, que están
pretensados a anclajes o mástiles para rigidizar
el sistema y hacerlo resistente a sacudidas.

CON CURVATURA SIMPLE
Las estructuras de curvatura doble, consisten
en un campo de cables cruzados. Unos cables
contrarrestan el efecto del viento y otra serie de
cables soporta las cargas gravitatorias.
Las estructuras de curvatura simple, utilizan series paralelas de
cables para soportar las vigas o paneles que conforman la cubierta.
CON CURVATURA DOBLE

COLGANTES
En los sistemas radiales, todos los cables
parten de un mismo punto en la parte superior
del mástil.
Consisten en torres o mástiles de los cuales parten cables que
sostienen elementos portantes horizontales.
Radial
Paralelo
FORMAS DE LA DISPOCISIÓN DE TIRANTES
En los sistemas paralelos, la conexión de los
cables se realiza a diferentes alturas

ESTRUCTURAS DE GRANDES LUCES
ESTRUCTURAS LAMINARES
-RIGIDAS
-PLANAS
-MONOLITICAS
Una lamina o placa puede
concebirse como una serie de
franjas adyacentes que actúan
como vigas interconectadas de
forma continua a lo largo de
toda su longitud.
Una lamina debe ser cuadrada
para asegurar que se
comporte como una
estructura bidireccional

• Laminas Plegadas
• Mallas Espaciales
Están compuestas de elementos delgados y
anchos unidos a lo largo de sus bordes
formando ángulos marcados para
arriostrarse mutuamente frente al pandeo
lateral.
Son retículas estructurales tridimensionales
basadas en la rigidez de la triangulación de
elementos lineales que están sometidos a
esfuerzos axiales de tracción o compresión.
Suelen construirse de hormigón armado y
Laminas rigidizadas de tablero contrachapado.

TIPOS DE MENBRANA
Bóvedas
Las Bóvedas de cañón son estructuras cilíndricas de
membrana.
El Toro
Es una superficie similar a una rosquilla
generada por revolución de un circulo
alrededor de una línea exterior situada en
su mismo plano.

MALLAS ESPACIALES
Pueden construirse de :
tubos o perfiles de
acero en U, T, H
Se conectan mediante: uniones
soldadas, atornillada, roscadas.
Una malla espacial es un sistema estructural compuesto por elementos lineales
unidos de tal modo que las fuerzas son transferidas de forma tridimensional

MALLAS ESPACIALES
Mallas abovedadas: se
obtienen curvando la malla
en una dirección.
Se clasifican en
Mallas planas. Mallas esféricas(cupulas):
consiste en una malla curvada en
todas las direcciones.

LOSAS RETICULARES
Es un elemento compuesto por vías
longitudinales y transversales a modos
de nervios.
Se construyen a base de vigas T
colocadas en dos direcciones
casetones
son bloques de polietileno expandido
de dimensiones variables.
El casetón es utilizado
principalmente como elementos
alegrantes

Estructura o elemento estructural
que por sus peculiaridades puede
actuar en dos o más direcciones.
Forjados bidireccionales Por otra parte, los
sistemas bidireccionales transmiten las
cargas aplicadas en dos direcciones y
requieren dos series de planos o pilares de
soporte, más o menos perpendiculares
entre sí y respecto de la dirección en la
cual se transmiten las cargas.

ESTRUCTURA DE MEMBRANA
Las membranas son estructuras de láminas
delgadas y curvas que se realizan
habitualmente en hormigón armado para
formar las cubiertas de edificios. Su forma
permite transmitir las cargas aplicadas en
forma de tensiones de membrana.
Estructuras de membrana:
• Acero cúpulas nervadas
• Hormigón cúpulas

 Las bóvedas de cañón son estructuras cilíndricas de membrana. Si la
longitud de estas bóvedas es al menos tres veces superior a la luz
transversal, se comporta como una viga de canto con sección curva en la
dirección longitudinal.
BOVEDAS DE CAÑON

PARABOLOIDE HIPERBÓLICO
 Un paraboloide hiperbólico, o silla de
montar, es una superficie generada a
partir del deslizamiento de una parábola
con curvatura descendente sobre una
parábola de curvatura opuesta, o del
deslizamiento de un segmento recto con
sus extremos en dos líneas que se cruzan.
Puede considerarse tanto una superficie
rotacional como reglada.

CÚPULAS
 Una cúpula es una estructura de superficie esférica, que tiene planta circular
y está construida de un material rígido continuo como el hormigón armado,
o de un conjunto de elementos lineales cortos, como en el caso de las
cúpulas geodésicas. Una cúpula es similar a un arco girado excepto en que se
desarrollan fuerzas circulares que son de compresión cerca de la clave y de
tracción en la parte inferior.

CÚPULAS
 Las cargas anulares restringen el
movimiento hacia fuera del plano
de las franjas meridianas de la
cúpula, siendo de compresión en la
zona superior y de tracción en la
inferior.
 La transición entre cargas anulares
de compresión a cargas anulares de
tracción se produce en un ángulo de
45-60º respecto del eje vertical.
La base de una cúpula está
circunscrita por un anillo a tracción
que contiene todas las
componentes centrífugas de las
cargas meridianas.

CÚPULAS
• Las cúpulas geodésicas son
estructuras de acero con elementos
que siguen las tres direcciones
principales de grandes círculos y que
se intersectan formando ángulos de
60°, subdividiendo la superficie de la
cúpula en una serie de triángulos
equiláteros esféricos.
• A diferencia de las cúpulas
reticuladas y las cúpulas Schwedler, las
cúpulas geodésicas presentan un
perímetro irregular en la base que
puede suponer dificultades en las
condiciones de soporte.

CÚPULAS
Capilla villaviciosa mezquita cordoba:
Es una cúpula nervada, los nervios se cruzan
de punta a punta dejando un octágono y en
el centro una venera, para hacer el paso del
espacio cuadrado al poligonal se utilizan
arcos polilobulados en las esquinas como
especie y estructurándose sobre columnas.

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