arquitectura y estructura cargas
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Documento que habla de las cargas y esfuerzos que sufre la estructuras arquitectonicasTRANSCRIPT
1º Taller Vertical de Estructuras
Ing. Ernesto Villar
Ing. Jorge Farez
Ing. Miguel Lozada
Ing. Patricia Langer
BIENVENIDOS …
CURSO 2014
fauestructurasvfl.com
TALLER DE ESTRUCTURAS Nº1 Villar-Farez-Lozada
LAS ESTRUCTURAS
Todos los elementos de las naturaleza disponen de una
conformación interior llamada “estructura”
El espacio que ocupan
los elementos
estructurales es mínimo
comparado con el resto
de los elementos vitales
LAS ESTRUCTURAS
Bionic Tower – LAVA Arqs. – 2011
Abu Dhabi – Emiratos Arabes
La estructura
como solución
“La arquitectura se
construye a partir del
vacío. Hay que
construir el vacío.
Resuelta la
estructura, el
cerramiento puede
ser cómo sea…”
LAS ESTRUCTURAS
Desde el momento
mismo que se asume
la tarea del diseño,
ya se debe pensar en
la estructura como
solución.
Estructura y
arquitectura van de
la mano y no se
superponen, la
primera busca la
seguridad y la
segunda,
acondicionar
adecuadamente un
espacio ya seguro.
Puente mixto en Amsterdam – Arq. Laurent-Saint Val - 2012
LAS ESTRUCTURAS
Es imposible diseñar
la forma sin diseñar
la estructura ...
Imitando formas de
la naturaleza o el
cuerpo humano.
L´Hemisfèric – Valencia - España
Turning Torso – Malmö - Suecia
El arquitecto tiene la
responsabilidad de crear espacios
cubiertos estables y seguros.
La estructura soporte debe
resultar armoniosa, liviana y
económica.
LAS ESTRUCTURAS
Leonardo Glass Cube
Bad Driburg - Alemania 2007
Requiere conocimientos de:
•ESTATICA
•RESISTENCIA DE MATERIALES
•SENSIBILIDAD DEL EQUILIBRIO
INTUITIVO
Un edificio es la materialización de una idea o de un proyecto…
En él conjugan formas y materiales
para obtener el mayor espacio
cubierto con el menor material
La costumbre de observar los
esqueletos estructurales de soporte e
imaginar la forma en que actuarán, es
un buen ejercicio para alertar la mente
a los fenómenos estructurales
LAS ESTRUCTURAS
LAS ESTRUCTURAS. CONCEPTO
ESTRUCTURA: parte de la obra arquitectónica que contribuye a
sostenerla y limitarla.
Combinación de varios elementos que, ordenados de manera eficiente
generan un SISTEMA DE CONDUCCION DE CARGAS
MECANISMO CAPAZ DE ORDENAR Y TRASLADAR LAS CARGAS
LAS ESTRUCTURAS. FINALIDAD
FINALIDAD DE LA ESTRUCTURA: RECIBIR
RESISTIR CARGAS
TRANSMITIR
TIERRA
LAS ESTRUCTURAS. EXIGENCIAS BASICAS
Tendrá en cuenta los siguientes
aspectos:
1. ESTATICO ESTABLE
RESISTENTE
RIGIDA
2. CONSTRUCTIVOMATERIALES
MANO DE OBRA
EQUIPOS
TECNICAS CONSTRUCTIVAS
3. ECONOMICOMAYOR RENDIMIENTO con el
MININO CONSUMO
4. FUNCIONALFACILITAR EL FUNCIONAMIENTO
ARQUITECTONICO
5. ESTETICOPARTE ACTIVA DE LA EXPRESION
ARQUITECTONICA
magnitud
tamaño
peso
economía de obra
funcionalidad
estética
La estructura es la manera de conseguir la MAYOR RESISTENCIA
con el MINIMO MATERIAL mediante la utilización apropiada de las
formas y los materiales
Conseguir lo MAXIMO mediante lo MINIMO
LAS ESTRUCTURAS
LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
Templo egipcio (20%)
Planta actual (0,5%)
Panteón (Roma 120 DC)
nuevos materiales
+
aplicación practica de teorías
LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
La estructura es una necesidad
para la arquitectura: sin estructura
no hay arquitectura.
El fenómeno llamado “peso”
condiciona los sistemas
estructurales.
La atracción terrestre es la
razón final de los problemas del
proyecto estructural.
LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
El peso se convierte en un
problema en donde la
materia no se halla
conectada con la tierra
directamente y del modo
más directo.
El espacio rodeado de
materia es el objetivo de la
edificación y la esencia de
la arquitectura.
LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
Existe el conflicto entre las
direcciones del
movimiento del hombre y la
gravedad terrestre.
El proyecto estructural
obliga a las fuerzas a
cambiar su dirección.
El proyecto estructural,
es no solamente un método
para obligar a las fuerzas a
cambiar su dirección, sino
también un arte.
LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
El proyecto estructural es estrategia, es la planificación intelectual de
un sistema dinámico para dominar el conjunto de fuerzas.
Los SISTEMAS ESTRUCTURALES son ordenaciones, y por ello,
PRINCIPIOS de diseño.
EL DISEÑO ESTRUCTURAL
Una buena arquitectura debe poseer un buen diseño estructural
El arquitecto requiere
conocimientos de:
• Materiales
(comportamiento
frente a las cargas)
• Medios y métodos
constructivos
• Intuición
Puente mixto en Amsterdam – Arq. Laurent-Saint Val - 2012
Lo que el hombre
construye debe
poseer una
estructura, a través
de la cual se
canalizan las
fuerzas de distintos
orígenes
asegurando el
EQUILIBRIO y la
ESTABILIDAD
DISEÑO ARQUITECTONICO Y DISEÑO ESTRUCTURAL
Una buena
arquitectura
debe poseer un
buen diseño
estructural.
EL OBJETIVO…
Inducir a la visualización inmediata del camino de las cargas hacia
los apoyos en las distintas disposiciones estructurales
LAS CARGAS
LAS CARGAS . Conducción de cargas
Banco HSBC - Arq. Norman Foster y
Asoc. 1979/1986
Para diseñar estructuras
se debe seguir tanto el
camino INTUITIVO como
el MATEMATICO.
Visualizar el
funcionamiento del
mecanismo generado
por la estructura
significa conocer la
respuesta de la misma
cuando las cargas se
canalizan hacia los
apoyos.
LAS CARGAS . Sistema estático
SISTEMA ESTATICO:
Sistema ordenado y simplificado de
los elementos que conforman la
estructura.
Sobre él se realizan los estudios
para determinar el comportamiento
estructural.
LAS CARGAS . Camino de las cargas
Proporcionar a las cargas
CAMINOS TAN SIMPLES Y
DIRECTOS como sea posible
para que se trasladen a los
apoyos…
Las MEJORES
ESTRUCTURAS tienen estas
características:
1. Los elementos son pocos
pero bien dispuestos
2. Sus funciones son obvias
3. Todo el conjunto inspira
confianza
LAS CARGAS . Agrupación de cargas
SISTEMAS BASICOS:
LAS CARGAS . Agrupación de cargas
LAS CARGAS . Agrupación de cargas
SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE CARGAS EN ESTRUCTURAS VERTICALES
LAS CARGAS . Agrupación de cargas
COMO SISTEMA EN RETICULA
COMO SISTEMA EN VOLADIZO
COMO SISTEMA EN PLANTA LIBRE
LAS CARGAS
1. BUSQUEDA Y
ELABORACIÓN DE LA
FORMA ESTRUCTURAL
2. PREDIMENSIONADO
(diseño preliminar de las
secciones)
3. CALCULO
Etapas en la tarea de
concebir una estructura
y desarrollarla hasta que
esté lista para su
ejecución:
LAS CARGAS
3.1. Análisis de cargas
3.2. Determinación de las
solicitaciones
3.3. Dimensionado y
verificación de
secciones
3.4 Verificación de las
deformaciones
3. CALCULO
LAS CARGAS. Criterios de clasificación
CLASIFICACION DE LAS CARGAS
Según naturaleza ú origen:
CARGAS DE PESO PROPIO
(permanentes)
LAS CARGAS. Criterios de clasificación
Losas
Vigas
Columnas
CLASIFICACION DE LAS CARGAS
Según naturaleza ú origen:
SOBRECARGAS
(accidentales)
LAS CARGAS. Criterios de clasificación
equipamiento
instalaciones
destino
LAS CARGAS. Criterios de clasificación
OTROS TIPOS DE CARGAS…
temperatura
viento
nieve
sismos
LAS CARGAS. Criterios de clasificación
Según forma de aplicación:
LAS CARGAS. Criterios de clasificación
Según forma de aplicación:
ANALISIS DE CARGAS
Analizada la
CONDUCCION
DE LAS CARGAS
nos vamos a
ocupar del
ANALISIS DE
LAS CARGAS(aspecto cuantitativo)
ANALISIS DE CARGAS. LA SECUENCIA
Losa
Viga
Columna
ANALISIS DE CARGAS. LA SECUENCIA
LOSA
VIGA
COLUMNA
FUNDACION
ANALISIS DE CARGAS. ESTRUCTURA ENTREPISO
V1 V4V3V2 V5
L1 L4L3L2
C1 C5C4C3C2
C6 C7 C8 C9 C10
L5
4m 4m4m4m
6m
1m
ANALISIS DE CARGA PARA L4:
Losa L4:
Destino: habitación
Luz entre apoyos: L = 4m
Predimensionado de la losa:
d = L/30 = 4m/30 = 0,13m = 13cm
cielorraso yeso
aplicado
contrapiso Hº
pobre
losa HºAº
alisado
solado
ANALISIS DE CARGA PARA L4:
g1: solado: mosaico = 22 kg/m2
g2: alisado: 1.600 Kg/m3 x 0,02m = 32 kg/m2
g3: contrapiso Hº pobre: 1.600 kg/m3 x 0,08m = 128 kg/m2
g4: losa HºAº: 2.400 kg/m3 x 0,13m = 312 kg/m2
g5: cielorraso yeso aplicado: 1.000kg/m3 x 0,01m = 10 kg/m2
g: carga permanente g = 504 kg/m2
p: sobrecarga s/destino p = 100 kg/m2
q: carga total: g + p = 604 kg/m2
ESQUEMA ESTATICO DE L4
V4 V5
q= 604 kg/m2
ANALISIS DE CARGA PARA L5:
ESQUEMA ESTATICO DE L5V5
q= 708 kg/m2
Losa L5:
Destino: balcón
Luz entre apoyos: L = 1m
Predimensionado de la losa:
d = L/12 = 1m/12 = 0,083m = 9cm
g1: solado: mosaico = 22 kg/m2
g2: alisado: 1.600 Kg/m3 x 0,02m = 32 kg/m2
g3: contrapiso Hº pobre: 1.600 kg/m3 x 0,08m = 128 kg/m2
g4: losa HºAº: 2.400 kg/m3 x 0,09m = 216 kg/m2
g5: cielorraso yeso aplicado: 1.000kg/m3 x 0,01m = 10 kg/m2
g: carga permanente g = 408 kg/m2
p: sobrecarga s/destino p = 300 kg/m2
q: carga total: g + p = 708 kg/m2
ANALISIS DE CARGAS PARA V5:
Viga V5:
Luz entre apoyos: L = 6mPredimensionado de la viga:
d = L/10 = 6m/10 = 0,60m = 60cm
Peso propio: 0,15m x 0,60m x 2.400 kg/m3 = 216 kg/m
Peso muro: 3,00m x 0,15m x 1.300 kg/m3 = 585 kg/m
Peso de L4 sobre V5 (q L4/V5): 604 kg/m2 x 4m/2 = 1.208 kg/m
Peso de L5 sobre V5 (q L5/V5): 708 kg/m2 x 1m = 708 kg/m
q: carga total V5 = 2.717 kg/m
ESQUEMA ESTATICO DE V5
C5 C10
V1= 216 kg/m
Pmuro = 585 kg/m
qL4/V5 = 1.208 kg/m
qL5/V5 = 708 kg/m
CARGA DE LOSA SOBRE VIGA: q L1 s/ V1
LOSA: unidad de carga kg/m2
VIGA: unidad de carga kg/m
m (a)
m (b)
V1
V2
L1 En la secuencia de cargas:
LOSA VIGA
Kg/m2 Kg/m
?
qL1: Kg
m (a) x m (b)qV1: Kg
m (a)
V1 recibe carga de la mitad de L1: qL1/V1: Kg
m (a)
Entonces: qL1/V1 = qL1 x m (b) x 1/2 qL1/V1 = Kg x m (b) x 1/2
m (a) x m (b)
m (b) : luz entre apoyos de L1
OTRO EJEMPLO:
EL ANALISIS DE CARGAS SE REALIZA SOBRE LA ESTRUCTURA DEL ENTREPISO
OTRO EJEMPLO:
LOSA ARMADA CON ELEMENTOS PREMOLDEADOS:
LOSA ARMADA CON ELEMENTOS PREMOLDEADOS:
LOSA ARMADA CON ELEMENTOS PREMOLDEADOS:
“Antes y por
encima de todo
cálculo está la
idea, moldeadora
del material en
forma resistente,
para cumplir su
misión.”
(Eduardo Torroja Miret)
Un mensaje para vos…