Sistema Estructurales
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Este documento describe diferentes sistemas estructurales como estructuras de acero, madera, hormigón armado, perfiles metálicos, cerchas metálicas, mallas espaciales, losa de acero, membranas, muros de concreto armado y la madera como elemento estructural. Explica las ventajas y desventajas de cada sistema y cómo funcionan y se usan en la ingeniería y construcción.
Sistema Estructurales
- 1. SISTEMAS ESTRUCTURALEST.S.U. Erwin Rivas C.I. 17.443.536 INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSION BARINAS
- 2. SISTEMAS ESTRUCTURALES DEFINICIÓN Son las estructuras compuestas de varios miembros, que soportan las edificaciones y tienen además la función de soportar las cargas que actúan sobre ellas transmitiéndolas al suelo. 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.
- 3. SISTEMAS ESTRUCTURALES ESTRUCTURAS DE ACERO Son las que los elementos soportantes, tanto verticales (columnas), como horizontales (vigas), son de perfiles de acero laminado, como angulares, canales, vigas I, etc. Las estructuras de acero se fabrican con piezas de perfiles de acero ensambladas •Ventajas Las estructuras pueden hacerse de sección menor que con otros materiales, pues el material es homogéneo y muy resistente. •Desventajas Deben protegerse de la corrosión con pinturas especiales o recubrimiento de hormigón. Son peligrosas en caso de incendio, pues tienden a deformarse por el calor. ESTRUCTURAS DE MADERA Requiere gran habilidad para lograr sus uniones, ensambles y conexiones, según el tipo de madera usado, así como una gran precisión para el montaje. El montaje de estas estructuras es bastante rápido, pues no se necesitan grandes equipos de izaje por lo liviano del conjunto. Ventajas •Ligereza •Economía •Facilidad de elaboración Desventajas •Combustibilidad •Mantenimiento
- 4. SISTEMAS ESTRUCTURALES ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO Los miembros del hormigón armado están constituidos por hormigón y barras de acero (cabillas) que son el refuerzo. Su función principal es resistir esfuerzos de compresión, y la del refuerzo, soportar fuerzas de tracción, pero ambos materiales trabajan como una unidad Ventajas •Su plasticidad, que permite su adaptación a infinidad de formas mediante el empleo para la fundición, de moldes y encofrados. •Resistencia al fuego (comienza a destruirse a partir de los 600° C. •Durabilidad: su calidad mejora con el tiempo. •Costo de mantenimiento mínimo. •Es un material bastante impermeable. Desventajas •Material muy pesado (2400 kg/m³) •Control de la calidad complejo. •Tiempo para obtener su resistencia útil (unos 28 días). •Técnica compleja (esmerada ejecución, encofrado, fundición, curado y desencofrado).
- 5. SISTEMAS ESTRUCTURALES PERFILES METÁLICOS Los perfiles metálicos son aquellos productos laminados, fabricados usualmente para su empleo en estructuras de edificación, o de obra civil. Se distinguen: •Un perfil T es un prisma mecánico, frecuentemente fabricado en acero laminado cuya sección tiene forma de T. •Un perfil doble T (o perfil I o H) es un perfil laminado o armado cuya sección transversal está formada por dos alas y un alma de unión entre ellas. Generalmente se usan como vigas de flexión, cuando los esfuerzos de torsión son pequeños. PERFIL EN T PERFIL EN UPERFIL EN DOBLE T PERFIL EN T CON PATAS DESIGUALES
- 6. CERCHAS METÁLICAS SISTEMAS ESTRUCTURALES Las cerchas son estructuras reticuladas, usadas en cubiertas que pueden soportar grandes cargas o que cubren superficies extensas. La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniería. Proporciona una solución práctica y económica a muchas situaciones de ingeniería, especialmente en el diseño de puentes y edificios. Una armadura consta de barras rectas unidas mediante juntas o nodos. Los elementos de una cercha se unen sólo en los extremos por medio de pasadores sin fricción para formar armazón rígida; por lo tanto ningún elemento continúa más allá de un nodo. Cercha simple: Una cercha rígida plana puede formarse simple partiendo de tres barras unidas por nodos en sus extremos formando una triángulo y luego extendiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unión. Cercha compuesta: Si dos o más cerchas simples se unen para formar un cuerpo rígido, la cercha así formada se denomina cercha compuesta.
- 7. SISTEMAS ESTRUCTURALES MALLAS ESPACIALES Una malla espacial (space frame) es una tipología de estructura espacial, un sistema estructural compuesto por elementos lineales unidos de tal modo que las fuerzas son transferidas de forma tridimensional. Las mallas espaciales son aquellas en las que todos sus elementos son prefabricados y no precisan para el montaje de medios de unión distintos de los puramente mecánicos Las barras de las mallas espaciales funcionan trabajando a tracción o a compresión, pero no a flexión. De esta manera las mallas espaciales cumplen lo siguiente: •Las fuerzas exteriores sólo se aplican en los nudos. •Los elementos se configuran en el espacio de tal modo que la rigidez de cada unión se puede considerar despreciable, es decir, cada unión se considera una articulación a efectos de cálculo.
- 8. LOSACERO SISTEMAS ESTRUCTURALES Este es un sistema de entrepiso metálico que utiliza un perfil laminado diseñado para anclar perfectamente con el concreto y formar la losa de azotea o entrepiso. Usos: Entrepisos de centros comerciales, edificios corporativos, estacionamientos, hoteles, hospitales, etc. Características : Es un sistema de entrepiso metálico que utiliza un perfil laminado diseñado para anclar perfectamente con el concreto y formar la losa de azotea o entrepiso , este sistema además de tener una excelente resistencia estructural disminuye los tiempos de construcción generando ahorros en mano de obra, tiempo y renta de equipo. •Actúa como acero de refuerzo positivo y cimbra se puede aplicar con vigas trabajando como sección compuesta.
- 9. SISTEMAS ESTRUCTURALES MEMBRANAS Las membranas arquitectónicas son estructuras elaboradas con postes, cables y textiles tensionados que permiten diseños de gran variedad y belleza y pueden utilizarse como cubiertas y cerramientos en estadios, coliseos, parques, centros comerciales, aeropuertos, plazoletas de comidas, terminales de transporte, instalaciones deportivas y centros recreativos La principal ventaja de los muros construidos con estos productos es la factibilidad de poder ser empastados directamente sin la necesidad de un tarrajeo previo, Además de tener menor costo directo, mayor área útil, mayor rapidez, obra más limpia y seca, etc. El concreto es la mezcla de piedras y mortero conocida también como hormigón. Cabe destacar que el mortero, por otra parte, es la mezcla de cemento, arena y agua. MUROS PORTANTES: Se denomina muro de carga o muro portante 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. CONCRETO ARMADO Y MUROS PORTANTES
- 10. SISTEMAS ESTRUCTURALES LA MADERA COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL Los elementos estructurales en madera se remitirán a esa clasificación, a la compresión y a la flexión, en el primero de los casos tendremos las columnas en madera y las viguetas y vigas en madera. •Columnas de madera Los elementos de madera sujetos a la compresión pueden ser de una sola pieza de madera maciza o terciada, o bien estar integradas por varios elementos ensamblados. •Las vigas constan de dos o más elementos de madera resistentes a la compresión, cuyos ejes longitudinales son paralelos. Estos elementos están separados por medio de bloques en sus extremos y en sus puntos intermedios, y unidos a los bloques se paradores de los extremos por medio de conectores con resistencia adecuada al esfuerzo cortante. En consideración de la esbeltez que presente o requiera la columna, estas serán cortas, medianas y largas