sistemas estructurales

1. Proyecto estructural
Profesor: Héctor Márquez
Alumna: María Zubillaga C.I 22844252
SISTEMAS ESTRUCTURALES
Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior
Instituto universitario politécnico
“Santiago Mariño”
Sistema de aprendizaje interactivo (SAIA)

2. SISTEMAS ESTRUCTURALES
Un sistema estructural es el
modelo físico que sirve de
marco para los elementos
estructurales, y que refleja un
modo de trabajo. Un objeto
puede tener, a su vez, una
mezcla de sistemas
estructurales.
Pueden clasificarse por su
campo de actuación
(informática, molecular...),
sistema de trabajo (de vector
activo, de compresión, de
tracción...) y material (fibra
natural, piedra natural,
cerámica...).

3. SISTEMAS ESTRUCTURALES
CARACTERÍSTICAS
• Funciones estructurales específicas como:
resistencia a la compresión o tensión, para
cubrir claros horizontales o verticales, etc.
• Forma geométrica u orientación.
• Materiales de los elementos.
• Forma de unión de los elementos.
• Forma de apoyo de la estructura.
• Cargas o fuerzas que soporta la estructura.
• Condiciones de uso, función, forma y escala.
• Limitaciones de forma y escala.

4. TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES
• Sistemas aporticados
• Un sistema porticado es el que utiliza como estructura una serie de
pórticos dispuestos en un mismo sentido, sobre los cuales se dispone
un forjado. Es independiente de su arriostramiento, que podrá
hacerse con pórticos transversales, cruces de San Andrés, pantallas u
otros métodos; y del material utilizado, generalmente hormigón o
madera. Este sistema es el más utilizado hoy en día en las zonas
desarrolladas, especialmente en hormigón desde la
patente Domino de Le Corbusier. Los forjados transmiten las cargas a
los pilares o muros, y éstos a la cimentación.
• Sistemas abovedados
• Con un origen hipotético en los primeros hornos de fundición, fue un
sistema muy utilizado en Mesopotamia y la Edad Media europea. Se
basa en bóvedas, que centran las cargas en arcos reforzados
por pilastras o contrafuertes. Para utilizarlo se precisan materiales
que aguanten bien los esfuerzos de compresión, por lo que
tradicionalmente se han construido en ladrillo cerámico o piedra.
• Puede hacerse una subdivisión con los sistemas cupulados, cuyas
cúpulas se arriostran con pechinas, permitiendo espacios centrales
muy amplios. Este sistema fue muy utilizado en el Imperio bizantino,
siendo su ejemplo más conocido Santa Sofía, en Estambul.

5. TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES
• Sistemas tensados
• Se dice de todos los sistemas que trabajan a tracción, como los de
cables. Pueden ejemplificarse en las carpas de los circos. También
pueden ser sistemas de barras rígidas. Los materiales que se
utilizan son los que tienen una elevada resistencia a tracción,
como el acero.
• Sistemas hinchables
• Funcionan bajo la presión de un gas comprimido entre
membranas. El gas hace que las membranas -telas, plásticos u o
materiales sintéticos- se estiren hasta que ya no den más de sí, y
la propia presión que genere hace que la estructura no se venga
abajo. Los puestos de este tipo que se montan para las
competiciones deportivas y las atracciones infantiles en las que
los niños se divierten en saltar pueden servir de ejemplo.
• Sistemas mixtos
• Hay sistemas que utilizan propiedades de los anteriormente
citados. Por ejemplo, sistemas en voladizo que utilizan un gran
apoyo que funciona a compresión, con un cable a modo de
segundo apoyo, que a su vez lleva las cargas al primero.
Fundamentalmente, el primer apoyo estará trabajando a
compresión compuesta, el voladizo realmente será una viga que
funcione a flexión, y el cable trabajará a tracción.

6. CERCHAS METÁLICAS
Las cerchas o armaduras son uno de los elementos estructurales que forman parte del
conjunto de las estructuras de forma activa. Por lo general están compuestas por barras
rectas unidas entre sí 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 encuentran trabajando a
tracción o compresión sin la presencia de flexión y corte. Las cerchas se emplean cuando se
tiene luces libres grandes como puentes, sitios públicos y estadios. Las cerchas paralelas se
usan en recintos amplios, de cordones superiores curvos se comportan similar a una
estructura colgante o un arco y se emplean en algunos puentes, en techos y entrepiso se
emplean cerchas livianas, El rango de luces de la cercha es de 15 a 50 m para cerchas de
acero.

7. MALLAS ESPECIALES
Es una malla metálica generalmente protegida contra la corrosión.
Esta protección se hace normalmente mediante una capa de zinc o
de un recubrimiento plastificante, o de acero inoxidable para usos
concretos. Una de las mallas de mas común uso en la actualidad
son las llamadas mallas electrosoldadas que vienen a ser un
producto formado por dos sistemas de elementos (barras o
alambres), uno longitudinal y otro transversal, que se cruzan entre
sí perpendicularmente y cuyos puntos de contacto están unidos,
mediante soldaduras eléctricas, por un proceso de producción en
serie, en instalación fija. En el sector de la construcción se emplean
en cimentaciones, pavimentos, soleras, muros, forjados, cubiertas,
terrazas, canales, entre otros.

8. LOSA ACERO
Es una lámina corrugada de acero galvanizado estructural,
perfilado para que se produzca un efectivo ajuste mecánico
con el concreto, gracias a las muescas especiales que
además sustituyen el acero a la tracción de la placa. Losa
acero proporciona una plataforma segura de trabajo,
sustituyendo así la cimbra tradicional de madera evitando los
tiempos de cimbrado y de descimbrado. Ventajas:
• El galvanizado de la lámina le garantiza una larga vida útil
en cualquier condición ambiental • En la mayoría de las
obras se elimina el uso de puntales, reduciendo costos de
instalación
• Se obtienen placas más livianas ( 8 a 10 cm de espesor )
• Se instala de forma rápida y limpia. La Losa acero actúa
como Acero de Refuerzo y cimbra, opera en forma similar a
una viga trabajando como sección compuesta. Encuentra sus
aplicaciones más importantes en la realización de entrepisos
para edificaciones, ampliaciones y mezzaninas, puentes,
estacionamientos, techos para viviendas unifamiliares.

9. MEMBRANAS
Las membranas arquitectónicas e ingenieriles se representan básicamente por superficies
de tejido estáticas conseguidas por la tensión de las mismas mediante la combinación de
estructuras de acero (mástiles) y tirantes de cables. Es un tipo de solución de protección
solar muy singular, con la posibilidad de diseñar infinitas formas tridimensionales (laxas,
aéreas, triangulares, paraboloides hiperbólicos, conoides de revolución, etc). Los
diferentes tejidos como la fibra de poliéster con recubrimiento de PVC ya sea fabricado
en masa como micro perforado son los tejidos ideales que aportan a las tenso estructuras
formas imaginativas de gran belleza plástica y total efectividad. Las estructuras de las
superficies tenso estáticas compuestas de mástiles y cables trenzados de alta resistencia,
diseñados y calculados por ingenieros y arquitectos textiles representan el esqueleto de
tensión de las membranas textiles.

10. CONCRETO ARMADO
El concreto en masa es un material moldeable y con buenas
propiedades mecánicas y de durabilidad, y aunque resiste
tensiones y esfuerzos de compresión apreciables tiene una
resistencia a la tracción muy reducida. Para resistir los
esfuerzos de torsión es necesario combinarlo con un esqueleto
de acero, el cual tiene la misión resistir las tensiones de tracción
que aparecen en la estructura, mientras que el concreto resistirá
la compresión.
Por otro lado, el acero confiere a las piezas mayor ductilidad,
permitiendo que las mismas se deformen apreciablemente antes
de la falla. En los elementos lineales alargados, como vigas y
pilares las barras de acero se dimensionan de acuerdo a la
magnitud del esfuerzo axial y los momentos flectores, mientras
que el esfuerzo cortante y el momento torsor condicionan las
características de la armadura transversal o secundaria. En
resumen el concreto armado se trata de que todos los esfuerzos
de tracción sean absorbidos por la armadura metálica y los de
compresión por el hormigón. El hierro queda sólidamente unido
al hormigón, formando así una pieza solidaria, sin que se
produzca resbalamiento de un material sobre el otro.

11. MUROS PORTANTES
MURO DE CARGA O MURO PORTANTE: Se denomina
así a las paredes de una edificación que poseen
función estructural; es decir, aquellas que soportan
otros elementos estructurales del edificio, como
arcos, bóvedas, vigas o viguetas de forjados o de la
cubierta. Cuando los muros soportan cargas
horizontales, como las presiones del terreno
contiguo, se denominan muros de contención. Las
Estructuras con Muros Portantes incluyen un tipo
de estructuras donde los elementos verticales
resistentes son los muros, y no los pilares como en
el caso de las Estructuras de Hormigón Armado; es
decir que el elemento que recibe las cargas posee
una de sus dimensiones de un grosor muy inferior a
la longitud y la altura. Dentro de este tipo de
estructura, podemos diferenciar a aquellas que no
poseen armaduras, y por lo tanto tienen baja
resistencia a la flexión y las que disponen de
armadura, que las asemeja a las estructuras de
hormigón armado.

12. MUROS PORTANTES
CLASIFICACION
La clasificación de los muros se hace de acuerdo con su función:
Muros de carga: Es en el cual las paredes de una edificación poseen
función estructural; es decir, aquellas que soportan otros elementos
estructurales del edificio, como arcos, bóvedas, vigas o viguetas de
forjados o de la cubierta.
Muro de contención: Cuando los muros soportan cargas horizontales,
como las presiones del terreno contiguo, se denominan muros de
contención. El análisis de una estructura de contención consiste en el
análisis del equilibrio del conjunto formado por el macizo de suelo y
la propia estructura.
Muro divisorio: Son aquellos que al separar los espacios no soportan
las cargas estructurales y son generalmente ligeros.
Encerramiento: En construcción, se denomina cerramiento a los
planos de limitantes del espacio. Los cerramientos son los elementos
constructivos que cumplen una función esencial, la de preservar los
espacios. Son las superficies envolventes que delimitan y
acondicionan los espacios.

13. LA MADERA COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL
Para trabajar con estructuras de madera se debe considerar sus fundaciones, los
elementos estructurales horizontales (envigados), verticales (tabiques) y de
techumbre. Luego de esto podemos pasar a desarrollar las instalaciones, las
terminaciones y las obras complementarias. En todas estas etapas podemos utilizar
la madera estructural, pero de distinta manera.
Las construcciones de madera adoptan, por lo regular, dos formas: la construcción
con marcos ligeros y la construcción con madera pesada.
• La construcción con marcos ligeros de madera utiliza miembros delgados muy
cercanos entre sí para formar muros, pisos y techos en un sistema llamado
construcción con estructura de plataforma.
• La construcción con madera pesada utiliza miembros más grandes dispuestos con
un sistema de postes y vigas. La construcción con marcos ligeros de madera o la
construcción con madera pesada se pueden combinar con estructuras de
mampostería para obtener un incremento en la resistencia al fuego y la capacidad
de carga.

14. LA MADERA COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL
DIVISIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES Los sistemas estructurales
desarrollados para construcciones en madera, se dividen en dos grandes
grupos, según el largo de los elementos estructurales y las distancias o luces
entre los apoyos: Estructura de luces Menores.
Por lo general se trabaja con madera aserrada.
A su vez estas se subdivide en: Estructuras Macizas Estructura de Placas
Estructura de Entramados Estructura de luces Mayores. Para estas estructuras
se trabaja con madera laminada.

15. LA MADERA COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL
RESISTENCIA Y ADAPTABILIDAD DE LA MADERA
La madera se puede adaptar en cualquier sitio, sin importar el
clima y las condiciones ambientales. Se puede utilizar en
estructuras de gran complejidad tales como: cubiertas
espaciales, puentes, teatros, auditorios, etc." Así como en
estructuras habitacionales de solución sencilla.
Uniones Eficientes: La madera se puede ensamblar y pegar
con adhesivos apropiados, unir con clavos, tornillos, pernos y
conectores especiales, utilizando herramientas sencillas y
produciendo uniones limpias resistentes y durables.
Durabilidad: La madera no es un material eterno, al igual que
otros materiales, sin embargo, si se toman las medidas de
protección adecuadas contra la humedad, intemperismo y el
ataque de los organismos destructores, la vida de una
estructura de madera pueden ser superiores a un siglo, como
lo atestiguan muchas aún existentes. La madera es, por
naturaleza, una sustancia muy duradera. Si no la atacan
organismos vivos puede conservarse cientos e incluso miles de
años.

16. PERFILES METÁLICOS ESTRUCTURALES
Son aquellos productos laminados de origen metálico y que son fabricados
usualmente para su empleo en estructuras de edificación, o de obra civil.
Los mas usados son:
• Perfil T. Es un prisma mecánico, frecuentemente fabricado en acero
laminado cuya sección tiene forma de T.
• Perfil IPN. Es un producto laminado cuya sección tiene forma de doble
T. Las caras exteriores de las alas son perpendiculares al alma, y las
interiores presentan una inclinación del 14% respecto a las exteriores, por
lo que las alas tienen un espesor decreciente hacia los bordes.
• Perfil IPE. Es un producto laminado cuya sección normalizada tiene
forma de doble T. Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas
entre sí y perpendiculares al alma, y así las alas tienen espesor constante
(principal diferencia con respecto al perfil IPN).
• Perfil HE. Es un tipo de perfil laminado cuya sección transversal tiene
forma de doble T. Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas
entre sí y perpendiculares al alma, y así las alas tienen espesor constante.
• Otros Perfiles menos usados pero importantes en el sector construcción
son los: o Perfil UPN o Perfil L o Perfil LD

17. PERFILES METÁLICOS ESTRUCTURALES
Tubos Estructurales: Son productos de acero obtenidos a
partir de flejes, cortados de bobinas o laminados en
caliente, cuyo ancho corresponde al diámetro del tubo a
fabricarse. Dichos flejes son doblados dándole la forma
tabular deseada (redonda, cuadrada o rectangular) se
sueldan longitudinalmente por el proceso de soldadura por
resistencia eléctrica a través de todo el espesor de la
lamina.
Uso o aplicación: Son utilizados fundamentalmente en la
industria de la construcción, para la fabricación de
estructuras metálicas como puentes, edificios, torres de
transmisión, etc.
Tipos de Tubos Estructurales:
• Sección Circular
• Sección Rectangular
• Sección Cuadrada

18. CARPINTERÍA METÁLICA
Se denomina al taller, al oficio y al producto elaborado del carpintero que emplea
metales para la fabricación de muebles, puertas, ventanas, accesorios, etc. Se
conoce como empresas de carpintería metálica a las que utilizan profesionales que
se dedican a la fabricación y comercialización de productos metálicos, como acero y
aluminio, para los mercados de la construcción, Industria y decoración, así como la
gama de productos orientada al cerramiento integral de la vivienda: puertas,
ventanas, persianas laminadas, extrusionadas, de seguridad, cajones de registro
laminados, extrusionados, y de rotura de puente térmico, contraventanas de lamas
orientables, mosquiteras, accesorios de accionamiento, rejas de hierro y forjado
artístico, etc.

19. MATERIALES UTILIZADOS EN LA CARPINTERÍA
METÁLICA
En los trabajos más habituales de carpintería
metálica se utilizan el acero (aceros al carbono,
aleados, de baja aleación ultra-resistentes,
inoxidables, de herramientas), hierro, aluminio,
cobre, latón, bronce, cristal, plástico. Perfiles
especiales en carpintería metálica: Tubos,
Ángulos o perfiles en L., Pletinas, Barras etc. Por
lo general los espesores de estos perfiles son de
menor calibre ya que las cargas y solicitaciones a
las que se verán sometidas estos elementos de
carpintería metálica son muchos más bajos que
los que debe soportar la estructura metálica.