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SISTEMAS ESTRUCTURALES

Mg. Ing. Roberto Mosqueira Ramrez

Mg. Ing. Miguel ngel Mosqueira Moreno

ANALISIS ESTRUCTURAL

Sistemas Estructurales Una estructura esta formada generalmente por un arreglo

de elementos bsicos. El arreglo debe aprovechar las carac-tersticas peculiares de cada elemento y lograr la forma ms eficiente del sistema estructural global. Los sistemas estruc-turales se agrupan en las siguientes categoras:

1.- UNIDIMENSIONALES, DE ESQUELETO

Sistema cuyos elementos principales trabajan a traccin o compresin simples, tales como los cables, arcos, cerchas planas y espaciales.

Sistemas cuyos elementos trabajan a flexin, corte y compresin, tales como las, vigas, dinteles, pilares, columnas y prticos.

Sistemas cuyos elementos se encuentran en estado de tensin superficial, tales como los entramados, placas, membranas y cscaras (Orozco, 1999).

Cables

Los cables son elementos flexibles debido a sus dimensiones transversales pequeas en relacin con la longitud, por los cual su resistencia es solo a traccin dirigida a lo largo del cable. La carga de traccin se divide por igual entre los hilos del cable, permitiendo que cada hilo quede sometido a la misma tensin admisible.

El esfuerzo de tensin de un cable es inversamente proporcional a la altura h. El problema econmico de un cable con una gran altura, es que esto implica una mayor longitud, pero reduce la fuerza de traccin. (Salvadori y Heller, 1998 y Beer y Johnston, 1977)

Cables Ventajas

Eficiencia y economa de los cables de acero.

Comportamiento

Los cables cambian su forma de acuerdo a las cargas a las que esta sometida y pueden dividirse en dos categoras de acuerdo con la carga:

Cables que soportan cargas concentradas. Cuando el cable esta sometido a este tipo de carga adquiere la forma de polgono funicular, esta es la forma natural requerida para que las cargas sean de tensin.

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Cables Comportamiento

Cables que sostienen cargas distribuidas. Cuando el cable sostiene una carga distribuida horizontal adquiere la forma de

una parbola y la configuracin que adquiere sosteniendo su

propio peso se denomina catenaria, la cual es una curva diferente de la parbola. (Beer y Johnston, 1977 y Salvadori y

Heller, 1963)

Materiales

Debido a que los cables solo sostienen fuerzas de traccin, se

hacen de acero.

Cables Usos

Se ha encontrado un cable de acero con un esfuerzo mximo de 14000 kg/cm2 que puede salvar una longitud de 27 km, pero el puente colgante ms largo diseado hasta la fecha es de 1991 m.

Techos de cables los cuales son una serie de cables paralelos colgando desde el tope de columnas capaces de resistir la flexin y transmitir la carga a la fundacin. Vigas o placas unen los cables paralelos.

En puentes se observa muchos casos, existen estadios en los cuales el elemento de soporte es un arco de concreto armado y el techo esta formados por cables. (Salvadori y Heller, 1963).

Puente del Alamillo

Puente de Ting-Kau

Arcos

Cuando no es necesaria una cubierta plana para satisfacer las exigencias funcionales de la estructura, generalmente resulta los arcos o las cscaras delgadas resultan ms econmicas en consumo de materiales, debido a la capacidad de absorber las cargas con intervencin mnima de flexin y corte.

Este sistema es el mtodo estructural ms antiguo utilizado para puentes de grandes luces.

Los esfuerzos en los arcos son proporcionales a las cargas y a la luz, e inversamente proporcionales a la altura del arco.

Para minimizar los esfuerzos a una luz entre apoyos dada, el arco debe ser lo ms liviano posible y tener una altura tan alta como sea econmicamente posible. (Salvadori y Heller, 1963 y Winter y Nilson, 1977)

Arcos

Comportamiento

Si se invierte la forma parablica que toma un cable sobre el cual

actan cargas uniformemente distribuidas segn una horizontal,

se obtiene la forma ideal de un arco que sometido a ese tipo de

carga desarrolla slo compresin, los momentos flectores y las fuerzas

cortantes se reducen al mnimo e incluso, en algunas estructuras, se

eliminan completamente.

La forma ideal de un arco capaz de resistir cargas determinadas

por un estado de compresin simple puede hallarse siempre con

la forma del polgono funicular correspondiente, invertido.

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Arcos Comportamiento

La forma de un arco debe ser funicular para las cargas ms pesadas a fin de minimizar el momento.

Arcos

Ventajas

El arco es en esencia una estructura de compresin utilizado para cubrir grandes luces.

En gran diversidad de formas, el arco se utiliza tambin para cubrir luces pequeas, y puede considerarse como uno de los elementos estructurales bsicos en todo tipo de arquitectura.

Materiales

Pueden ser de concreto armado, acero, mampostera (piedra o ladrillos).

Arcos

Usos

Los romanos los usaron para luces de 100 pies, en la edad media para 180 pies, pero con el desarrollo de materiales de construccin se han obtenido en la actualidad cubrir luces de 1800 pies como el puente de Quebec.

Hasta estos das no existe otro tipo de elemento estructural ms comnmente usado para grandes luces como lo es el arco.

Los arcos son usados en una variedad de combinaciones para techos curvos, uno de las ms simples es la de los techos con arcos paralelos con elementos transversales y placas como techo. (Salvadori y Heller 1933)

Cerchas

Es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en ingeniera. Una cercha, puede definirse como una estructura compuesta de un nmero de elementos o barras unidos en sus extremos por medio de pasadores sin friccin para formar una armazn rgida. Las fuerzas externas y reacciones se supone que estn en el mismo plano de la estructura y actan solamente sobre los nodos, en consecuencia pueden considerarse como una estructura bidimensional.

Todas las cargas deben aplicarse en las uniones y no en los elementos, las fuerzas que actan en cada extremo de una barra se reducen a una fuerza axial (traccin o compresin). (Beer y Jonhston,1977 y Yuan-Yu Hsieh, s/f)

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Cerchas Ventajas

Proporciona una solucin prctica y econmica a muchas situaciones de ingeniera, especialmente en el diseo de puentes y edificios.

Comportamiento

Las cerchas estn formados por elementos (barras) que solo trabajan a compresin o traccin. Las fuerzas externas y reacciones estn en el mismo plano de la estructura y actan solamente sobre los nodos.

Materiales

Por lo general las cerchas son hechas en acero, pero tambin se pueden encontrar en madera y en casos excepcionales son hechos en concreto armado.

Cerchas

Elementos

Los miembros de arriba son el cordn superior, los miembros de abajo son el cordn inferior, tambin estn las diagonales y las verticales o montantes dependiendo del tipo de esfuerzo. .

Las barras de una armadura se unen por medio de remaches, bulones o soldadura a una "cartela" dispuesta en su interseccin.

Cerchas Usos Se usan en techos, puentes y gimnasios.

CENTRO EDUCATIVO MANTHOC CAJAMARCA

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Vigas

Se denomina viga a un elemento constructivo lineal que trabaja principalmente a flexin. En las vigas la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal.

La popularidad de las vigas se debe a que pueden soportar cargas apreciables con alturas limitadas. Sin embargo, esta condicin hace que las deflexiones sean grandes y requieran ser controladas, mediante alturas mnimas.

Vigas Comportamiento

El esfuerzo de flexin provoca tensiones de traccin y compresin, producindose las mximas en el cordn inferior y en el cordn superior respectivamente, las cuales se calculan relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento. Tambin pueden producirse tensiones por torsin, sobre todo en las vigas que forman el permetro exterior de un forjado. Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecnico.

Vigas

Materiales

Su comportamiento exige que los materiales usados puedan resistir esfuerzos de tensin y compresin de casi igual magnitud. Para optimizar su uso, la industria de la construccin ha desarrollado los denominados perfiles estructurales de ala ancha de acero estructural, los cuales, sin embargo, tienen limitaciones por la posibilidad de pandeo en la zona de compresin de la viga. El uso de materiales con resistencias a tensin dbiles restringe su uso y por ello se ha desarrollado el concreto reforzado con acero, para complementar las bondades de los dos materiales, la buena resistencia a compresin del concreto con la resistencia a tensin del acero.

Vigas

Usos

Su uso ms comn es el de elementos de puentes o en losas.

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Columnas o

pilares Una columna es una

elemento vertical y de forma alargada que sirve, en general, para sostener el peso de la estructura, aunque tambin puede tener fines decorativos. De ordinario su seccin es circular; cuando es cuadrangular suele denominarse pilar o pilastra. La columna est comnmente formada por tres elementos: basa, fuste y capitel.

Columnas o pilares

Comportamiento

Es la otra forma que trabaja compresin o flexo compresin, presente en casi todas las construcciones, que se usa en conjunto con otros elementos estructurales: las vigas, para formar los prticos y los sistemas de cable, como pilares para soportarlos. Su comportamiento se limita por la tendencia al pandeo. Para contrarrestarla es necesario usar secciones transversales que tengan grandes momentos de inercia, como las secciones tubulares y materiales de gran resistencia como el acero.

Prticos

La accin del sistema de pilar y dintel se modifica en grado sustancial si se desarrolla una unin rgida entre ste y los pilares resistentes a la flexin. Esta nueva estructura, el prtico rgido simple o de una nave, se comporta de manera monoltica y es ms resistente tanto a las cargas verticales como a las horizontales.

Comportamiento

Bajo la accin de cargas verticales, los tres elementos de un prtico simple (losa, viga y columna) se hallan sometidos a esfuerzos de compresin y flexin.

Con las proporciones usuales de vigas y columnas, la compresin predomina en las ltimas y la flexin en la primera. Las columnas son relativamente esbeltas y la viga relativamente alta.

Prticos Materiales

El material ms usado es el Concreto Armado, aunque en los ltimos tiempos es comn el uso de Acero y en luces pequeas se puede usar madera.

Elementos

Los sistemas de pilares y dintel pueden construirse uno sobre otro para levantar edificios de muchos pisos. Si bien la construccin de este tipo puede resistir cargas verticales, no ocurre lo mismo con las horizontales: los vientos huracanados y los terremotos la daan con facilidad, pues la mampostera y los elementos de piedra poseen escasa resistencia a la flexin y no se establece fcilmente una conexin fuerte entre los elementos estructurales horizontales y verticales.

Las vigas figuran entre los elementos estructurales de uso ms comn. Como la mayor parte de las cargas son verticales y la mayora de las superficies utilizables son horizontales, las vigas se usan abundantemente para transmitir en direccin horizontal cargas verticales, por lo tanto, su mecanismo implica una combinacin de flexin y corte.

Las columnas son los elementos de apoyo a las vigas.

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Prticos

Usos

El Empire State, construido en 1930, tiene 102 plantas y una altura de 442 metros, no incluyendo los 60 de la torre proyectada originalmente como amarradero de dirigibles y los 67 metros de la antena de televisin.

El edificio de la Compaa de seguros John Hancock de Chicago, las ex - torres gemelas del Worid Trade Center de Nueva York, el edificio Sears tambin en Chicago, tienen alturas entre 365,76 y 441,96 metros y estructuras de acero que tienen marcos con intercolumnios de poca amplitud sobre el exterior del edificio.

Estadios y coliseos

Prticos

Albailera

Se define como un conjunto de unidades trabadas o adheridas entre s con algn material, como el mortero de barro o de cemento. Las unidades pueden ser naturales (piedras) o artificiales (adobe, tapias, ladrillos y bloques). (San Bartolme, 1994)

Albailera estructural

Son las construcciones de albailera que han sido diseadas racionalmente, de tal manera que las cargas actuantes durante su vida til se transmitan adecuadamente a travs de los elementos de albailera (convencionalmente reforzados) hasta el suelo de cimentacin.

Albailera

Comportamiento

Los sistemas de albailera pueden construirse de diferentes maneras, pudiendo contar o no con elementos de refuerzo. Si bien la construccin de este tipo puede resistir cargas verticales y horizontales: los vientos huracanados y los terremotos las daan cuando no tienen elementos de refuerzo, pues la mampostera y los elementos de piedra poseen escasa resistencia a la flexin y no se establece fcilmente una conexin fuerte entre los elementos estructurales horizontales y verticales.

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Albailera

Tipos de albailera

Muros No Reforzados o de Albailera Simple.

Muros Reforzados

Armados

Laminares

Confinados

Albailera Muros No Reforzados o de Albailera

Simple

Son aquellos muros que carecen de refuerzo; o que tenindolo, no cumplen con las especificaciones mnimas reglamentarias que debe tener lodo muro reforzado.

De acuerdo a la Norma E-070, su uso est limitado a construcciones de un piso; sin embargo, en nuestro pas existen muchos edificios antiguos de albailera no reforzada, incluso de 5 pisos, pero ubicados sobre suelos de buena calidad y con una alta densidad de muros en sus dos direcciones, razones por las cuales estos sistemas se comportaron elsticamente ante los terremotos ocurridos en los aos de 1966, 1970 y 1974.

Albailera

Albailera Armada

Los Muros Armados (Fig. 2.04) se caracterizan por llevar el refuerzo en el interior de la albailera. Este refuerzo est generalmente distribuido a lo largo de la altura del muro (refuerzo horizontal) como de su longitud (refuerzo vertical).

Estos muros requieren de la fabricacin de unidades especiales, con alvolos donde se pueda colocar el refuerzo vertical; en tanto que dependiendo del dimetro del refuerzo horizontal, ste se coloca en los canales de la unidad (cuando el dimetro es mayor de ), o en la junta horizontal (cuando el dimetro es menor o igual a 1/4).

Albailera Albailera Confinada

La Albailera Confinada (Fig. 2.06) se caracteriza por estar constituida por un muro de albailera simple enmarcado por una cadena de concreto armado, vaciada con posterioridad a la construccin del muro. Generalmente, se emplea una conexin dentada entre la albailera y las columnas; esta conexin es ms bien una tradicin peruana, puesto que en Chile se utiliza una conexin prcticamente a ras que tubo un buen comportamiento en el terremoto de 1985.

El prtico de concreto armado, que rodea al muro, sirve principalmente para ductilizar al sistema; esto es, para otorgarle capacidad de deformacin inelstica, incrementando muy levemente su resistencia, por el hecho de que la viga (solera, viga collar, collarn o viga ciega) y las columnas son elementos de dimensiones pequeas y con escaso refuerzo. Adicionalmente, el prtico funciona como elemento de arriostre cuando la albailera se ve sujeta a acciones perpendiculares a su plano.

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Albailera Confinada Albailera

Muro Laminar (Tipo Sndwich).

Este muro est constituido por una placa delgada de concreto (dependiendo del espesor, 1 a 4 pulgadas, se usa grout o concreto normal) reforzado con una malla de acero central, y por 2 muros de albailera simple que sirven como encofrados de la placa.

Debido a la adherencia que se genera entre el concreto y los muros de albailera, as como por el refuerzo transversal que se emplea para la conexin de los dos muros se logra una integracin de todo el sistema. Sin embargo, en la nica investigacin experimental realizada en el Per por el Ing. H. Gallegos, utilizando ladrillos silico-calcreos, se observ un buen comportamiento elstico del muro laminar, con una elevada rigidez lateral y resistencia al corte; pero despus de producirse el agrietamiento diagonal de la placa, se produjo una fuerte degradacin de resistencia y rigidez (falla frgil), debido principalmente a que los muros de albailera se separaron de la placa, .soplndose.

Muro

Laminar

Sndwich

Albailera Armada vs. Confinada. Ladrillos Slico-calcreos

armada

confinada

Extrado de San Bartolom

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PARRILLAS,

ENTRAMADOS O

RETCULAS DE

VIGAS

Definicin

Una retcula de vigas es un sistema de vigas que se extiende en dos direcciones con las vigas en cada direccin unidas unas con otras. Las retculas estn normalmente apoyadas en los cuatro lados de un bastidor aproximadamente cuadrado y el peralte total de las vigas puede ser menor que la de un sistema de vigas en una direccin. (Moore 94;3)

PARRILLAS,

ENTRAMADOS O

RETCULAS DE VIGAS

Comportamiento

En la retcula, las vigas individuales son parcialmente soportadas por vigas perpendiculares que se intersectan, las cuales estn a su vez parcialmente soportadas en otras vigas que tambin se intersectan. Cuando un punto de carga se aplica en la interseccin de dos vigas en una retcula, ambas vigas se flexionan junto con las otras vigas cercanas.

Adems de la flexin, esta interaccin produce la torsin de vigas adyacentes como resultado de las conexiones fijas en las intersecciones de las vigas.

Estas dos vigas perpendiculares entre s deben sufrir en su interseccin igual deformacin aunque tengan distintas longitudes o distintas secciones

Las cargas tienden a moverse hacia el soporte a lo largo de los senderos de accin ms cortos, determinando la relacin de los lados del rectngulo, llamada relacin de aspecto, que debe ser mayor de 1,5 para mantener la accin bidimensional. (Salvadori y Heller 144;4)

PARRILLAS, ENTRAMADOS O RETCULAS DE VIGAS

Materiales

Las vigas en las retculas necesariamente se intersectan y su continuidad una tras otra es esencial a su caracterstico comportamiento de flexin bidimensional.

Esta continuidad es ms fcil de lograr en algunos materiales que en otros.

En concreto es fcil formar retculas proporcionndole el refuerzo de acero extendido de forma continua a travs de las intersecciones.

La seccin cuadrada de vigas de acero se puede soldar en la interseccin para proporcionar la continuidad necesaria.

Por otra parte, las vigas de madera seran necesariamente discontinuas (al menos en una direccin) en las intersecciones y, por consiguiente, inherentemente inadecuadas para el uso en una retcula de vigas. (Moore, 1999; Salvadori y Heller 1998)

PARRILLAS, ENTRAMADOS O RETCULAS DE VIGAS

Ventajas

Los sistemas de entramado son eficientes para transferir cargas concentradas y para lograr que toda la estructura participe en la accin portante. Esta eficiencia se refleja no slo en la mejor distribucin de las cargas sobre los apoyos, sino en la menor relacin espesor a luz de los entramados rectangulares.

Los sistemas de entramados rectangulares pueden proyectarse en forma econmicas con relaciones espesor a luz desde uno a treinta, hasta uno a cuarenta. (Salvadori y Heller, 1998)

Puede lograrse una economa adicional en el espesor de pisos y en los costos totales de un edificio, por el empleo de entramados oblicuos, cuyas vigas no son paralelas a los lados del rectngulo de base, sino que forman un ngulo con esos lados. (Salvadori y Heller, 1998)

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PARRILLAS, ENTRAMADOS

ESTRUCTURAS BIDIMENSIONALES

LAMINARES

Los principales tipos son.

Placas, muros de concreto armado, muros de

albailera.

Losas planas: armadas, nervadas, aligeradas.

Membranas,

Bvedas Cilndricas, Hiperblicas.

Cascaras.

Losas aligeradas y

Nervadas en una

direccin

Las losas aligeradas son estructuras que tienen un comportamiento de diafragma rgido en los entrepisos de las viviendas. Las losas unen a los muros por la parte superior y distribuyen el cortante ssmico hacia ellos.

Las losas aligeradas estn conformadas por viguetas en forma de T espaciadas 40 cm. de eje a eje, y ladrillos de 30x30x15 cm Se dan estas dimensiones de ladrillo puesto que en el anlisis de viviendas convencionales un espesor de losa de 20 cm es utilizado hasta luces libres de 4,5 m.

Losa

Aligerada

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Placas

Definicin

Una placa es un elemento estructural monoltico de espesor relativamente pequeo en comparacin con su ancho y longitud es usado en los ltimos aos con el fin de aumentar la rigidez de la estructura disminuyendo los desplazamientos laterales producidos por sismos.

Tambin es considerado como placa un sistema de losa armada en dos direcciones.

Placas

Ventajas

Las placas presentan la ventaja constructiva de tener superficies lisas y que permiten vaciados de concreto de manera rpida con el uso de aditivos y encofrados deslizantes.

La eficiencia estructural de las placas se ve disminuida debido a la distribucin lineal de tensiones en su espesor, esta ineficiencia se remedia disponiendo parte del material lejos del plano medio o neutro de la placa y usarse para crear nervaduras en una, dos e incluso tres direcciones.

Placas Comportamiento

El trabajo de una placa es similar a una parrilla con vigas soldadas formado por un nmero infinito de vigas infinitamente pequeas. Si esa serie de vigas independientes y paralelas est sujeta a una sola concentracin de carga, slo la viga bajo la carga se reflectar.

Pero como las vigas que forman una losa estn unidas y actan integralmente cuando se aplica una carga en un punto, las partes adyacentes de la losa se activan para contribuir a su resistencia a la flexin. La carga es distribuida lateralmente dentro de la losa como resultado de la resistencia de cortante entre la parte cargada y las reas adyacentes. En consecuencia, las cargas concentradas dan como resultado una flexin perpendicular localizada en la primera direccin de extensin causando torsin en la losa. (Moore, 1999; Salvadori y Heller, 1998)

Materiales

Las placas usualmente son construidas de concreto armado

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Losas Planas

Losa plana sin vigas del

tipo Flat Slab

Membranas

Descripcin

Una membrana es una hoja de material tan delgada que, para todo fin prctico, puede desarrollar solamente traccin. Buenos ejemplos de membrana constituyen un trozo de tela o de caucho. En general, las membranas deben estabilizarse, principalmente porque su forma funicular para cargas horizontales difiere de las de las cargas verticales.

La estabilizacin se obtiene por medio de un esqueleto interno o por pre-tensin producido por las fuerzas externas o por presin interna. (Salvador y Heller, 1998)

Membranas Comportamiento

Las membranas son estructuras que resisten en dos dimensiones, la cual no desarrolla apreciable esfuerzos de placa como flexin y corte, porque su altura es muy pequea en comparacin con su luz.

Las membranas solo transmiten tensin y actan esencialmente como una red de cables. Cuando la carga cambia la forma de la membrana tambin cambia y se adapta la curvatura a los valores necesarios para llevar la nueva carga.

La carpa del circo es una membrana capaz de cubrir decenas de metros, siempre que la tela cuente con adecuado sostn en parantes de compresin, estabilizados por riendas de traccin. Las carpas son tiles como cubiertas temporarias y aceptables como techos permanentes si son altamente pretensazas, por otra parte existe el tensado por presin que es el que ocurre en los neumticos. (Salvadori y Heller 1998; 1963)

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Membranas

Usos y Ventajas

Dada la naturaleza de llevar cargas por accin de membrana es liviana, econmica, ha sido usada nicamente como cobertura.

www.seemeeus.com/spanish/content/view/19/29/

Membranas

Cscaras

Definicin

Un cscara es una estructura tridimensional delgada cuya resistencia se obtiene dando forma al material segn las cargas que deben soportar, son lo suficientemente delgadas para no desarrollar flexin, pero tambin suficientemente gruesas para resistir cargas, que segn el caso pueden ser de compresin, corte y traccin.

Desventajas

Las cscaras generan diversos tipos de problemas, el principal radica en los encofrados, impermeabilizacin.

Asimismo las superficies curvas presentan dificultades acsticas, sobre todo si son grandes, lisas y duras.

En tanto que los problemas trmicos se aminoran mediante el uso de materiales aislantes aplicados al interior o al exterior de la cscara; en el segundo caso, se los recubre, comnmente, con hormign rociado.

Cscaras Comportamiento

La capacidad portante del cscara se genera dndole la forma adecuada sin necesidad de aumentar la cantidad de material, la curvatura hacia arriba aumenta la rigidez y la capacidad de carga ya que se coloca parte del material lejos del eje neutro, aumentando la rigidez a la flexin.

La bveda al igual que un arco, (tradicionalmente una estructura de mampostera) resiste slo compresin y es incapaz de resistir tensin. Debido a esto las bvedas requieren apoyo continuo a lo largo de cada base curvada sencilla o cilindrica, y doblemente curvada o cpula.

Los cascarones son muy eficientes en las estructuras (como en los techos) donde las cargas se distribuyen de manera uniforme y las formas curvas son adecuadas. Como los cascarones por definicin son muy delgados, son incapaces de resistir la flexin local inducida por cargas concentradas significativas.

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Cscaras Materiales

El material ideal de construccin es el concreto armado, aunque se pueden realizar en madera, acero y materiales plsticos.

Tipos

Las cscaras delgadas permiten la construccin econmica de diversos tipos de techos curvos, heterogneos en cuanto a su forma, por lo que se clasifican de acuerdo a ella. Primeramente estn las bvedas, que al igual a los arcos resisten slo compresin, por ello requieren apoyo continuo a lo largo de la base. Existen tres tipos de bvedas, las de curvatura sencilla o cilndrica, las doblemente curvadas o cpula y las entramadas o laminares.

Los cascarones, que a diferencia de las bvedas resisten compresin, corte y traccin. Existen cuatro tipos de cascarones, los de curvatura similar en cada direccin o sinclstica, los de una sola curva o de forma desarrollable, los doblemente curvados y tienen una curvatura opuesta o anticlsticas y tambin existen cascarones de forma libre que no se obtienen matemticamente. Hay otra manera de especificar los cascarones segn el estilo de generar la forma: revolucin, traslacin, regladas, complejas y libres.

Bvedas cilndricas

Definicin

La bveda cilndrica es como una viga de seccin transversal curva con una viga longitudinal a los largo del borde, seran similares a una serie de arcos continuos sin separacin, donde la carga se transfiere a las vigas extremas.

Bvedas cilndricas

Comportamiento

El comportamiento difiere de la suposicin de una serie de arcos contiguos por la resistencia longitudinal debido a la continuidad del material que resiste fuerzas horizontales paralelas a la longitud de la bveda y porque permite que la carga aplicada en un punto, se extienda hacia afuera (en un ngulo a 45 en cada lado) del punto de aplicacin.

Las bvedas cilndricas no son tan rgidas como las cpulas, pues su nica curvatura hace que se comporten, en gran medida, como vigas. Cuando es necesario aumentar la rigidez, se suele agregar vigas longitudinales a lo largo de sus bordes. Tambin se pueden agregar nervios transversales para reducir el espesor. Estos nervios por lo general son de acero, pero no es comn emplearlos en las bvedas de concreto, pues

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Bvedas cilndricas

COMPORTAMIENTO DE UNA BOVEDA

Bvedas cilndricas

Longitudes

En mampostera hasta 21 m con un espesor de 45 cm.

Elementos

Viga de borde longitudinal, opcionalmente se pueden colocar nervios transversales que llevan la forma del arco definitorio de la bveda.

Materiales

Mampostera y concreto armado

Bvedas cilndricas Cpulas

Definicin

La cpula o domo es una superficie que se obtiene por la rotacin de una curva plana alrededor de un eje vertical (superficie de revolucin) y resiste slo fuerzas de compresin, para ello se evita la tendencia al aumento del dimetro en la base mediante un elemento ms rgido a todo lo largo del soporte.

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Cpulas Comportamiento

La mayora de las cpulas son circulares, aunque hay algunos ejemplos elpticos.

Todas se deben disear para resistir los empujes laterales; de otro modo se expandiran y esto producira tensin perimetral.

Las cpulas elpticas tienen comportamiento no tan eficiente como el de una cpula esfrica, pues la parte superior de la cscara es ms plana y la disminucin de curvatura introduce mayores tensiones. En cambio, la cpula parablica puede tener mayor curvatura en la parte superior y presenta ventajas estructurales, aun comparada con la esfera.

Los domos elpticos, los cuales son relativamente ms planos en la parte superior que en la inferior, acentan la tendencia al pandeo hacia arriba en la regin ms baja y, por consiguiente, dependen an ms de la tensin de los aros para la estabilidad.

En los domos altos la resistencia de los aros a la tensin del cascarn por s mismo normalmente es suficiente. Pero en los a domos de poca altura es comn crear un anillo de tensin incrementando el espesor de su base

Cpulas Comportamiento

Los esfuerzos en una cpula se pueden entender como actuando en dos direcciones: a lo largo de lneas de arco (meridiano) y a lo largo de lneas de aro (paralelo). Bajo carga uniforme las fuerzas desarrolladas en las cpulas son constantes a lo largo del paralelo y variables a los largo del meridiano donde se generan fuerzas de compresin. Cada meridiano se comporta como si fuera un arco funicular de las cargas aplicadas, es decir, resiste las cargas sin desarrollar esfuerzos de flexin.

Longitudes

En mampostera y concreto sin reforzar pueden ser llegar hasta 36 m de dimetro.

Elementos

Viga anular de apoyo, nervios opcionales

Materiales

Mampostera y concreto sin reforzar.

TRIDIMENSIONALES,

SOLIDOS

Los principales tipos de estructuras son:

PRESAS

REPRESAS

PUENTES.

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TRIDIMENSIONALES, SOLIDOS

REPRESA DE GALLITO CIEGO

Tridimensional

PUENTE EN ARCO DE ALBAILERIA

EN LA CIUDAD DE HUANUCO

Bibliografa

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Pagina web: arqhys.com

Pagina web: arquitectuba.com