Sistemas estructurales, definición y tipos.

1. República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior.
I.U.Politécnico Santiago Mariño.
Sede: Barcelona.
Alumna: Niurca Vegas.
C.I: 21.388.667.
Barcelona, Marzo del 2015.

2. Sistemas Estructurales:
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.
Características:
• Forma de unión de los elementos.
• Materiales de los elementos.
• Limitaciones de forma y escala.
• Condiciones de uso, función, forma y escala.
• Forma geométrica u orientación.
• Funciones estructurales específicas como: resistencia a la compresión o tensión, para cubrir claros
horizontales o verticales, entre otras.

3. Clasificación de
Sistemas Estructurales:
Ventajas:
Desventajas:
1. Muros Portantes : También llamado como sistema tipo túnel
se conoce a los arreglos entre placas verticales (muros), las cuales
funcionan como paredes de carga y las placas horizontales (losas).
Este sistema genera gran resistencia y rigidez lateral, pero si
la disposición de los muros se hace en una sola dirección o
se utiliza una configuración asimétrica en la distribución de
los muros, se generan comportamientos inadecuados que
propician la posibilidad del colapso.
• Constructivamente es rápido de ejecutar.
• Permite un ahorro en costos en la construcción
de las paredes de bloques y el friso de las mismas.
• Ofrece gran resistencia a los esfuerzos
laterales.
• Es una estructura muy liviana y flexible. • Existirá grandes limitaciones en cuanto a la
distribución de los espacios internos de
cada planta.
• Estará expuesto a grandes esfuerzos
sísmicos
• La longitud de los ramales de instalaciones
de aguas servidas es limitada.

4. • Permite ejecutar todas las modificaciones
que se quieran al interior de la vivienda, ya
que en estos muros, al no soportar peso,
tienen la posibilidad de moverse.
2. Sistemas Aporticados: Esta formado por vigas y columnas, conectados entre sí
por medio de nodos rígidos, lo cual permite la transferencia de los momentos
flectores y las cargas axiales hacia las columnas. La resistencia a las cargas
laterales de los pórticos se logra principalmente por la acción de flexión de sus
elementos.
Ventajas:
Desventajas:
• El sistema en general presenta una baja
resistencia y rigidez a las cargas laterales.
• Las luces tienen longitudes limitadas
cuando se usa concreto reforzado
tradicional (generalmente inferiores a 10
metros).
• Son estructuras muy flexibles que atraen
pequeñas solicitaciones sísmicas.
• Posee la versatilidad que se logra en los
espacios y que implica el uso del ladrillo.
• Por su alta flexibilidad, el sistema da lugar a
períodos fundamentales largos, lo cual no
es recomendable en suelos blandos.
• Este tipo de construcción húmeda es lenta,
pesada y por consiguiente más cara.• El sistema aporticado por la utilización
muros de ladrillo son huecos y tenen una
especie de cámara de aire, el calor que
trasmiten al interior de la vivienda es muy
poco.

5. 3. Sistemas Dual: Es un sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a momentos y sin
diagonales, combinando con muros estructurales o pórticos con diagonales. De este modo, de manera
que las cargas son muy puntuales y divididas a igual forma.
Esta muy bien planteado pese a los requisitos, ya que no responde a la flexión o pandeo y el esfuerzo a
compresión es directo y puntual son muy rígidos, también trabaja muy bien al momento de los volados o
salidas
Ventajas:
Desventajas:
• Es muy común, que cuando se diseñan
estructuras duales se supone que los muros
resisten todas las fuerzas laterales y el
sistema aporticado todas las gravitacionales.
• El problema que tiene este sistema estructural
es que hay que ser muy cuidadoso en cuanto a la
clasificación de los elementos rígidos, ya que tienen
una extrema diferencia de rigidez comparado a los
pórticos y esto puede causar concentraciones excesivas
de esfuerzos en algunas zonas del edificio y una mala
distribución de cargas hacia las fundaciones.
• Se genera una estructura con una resistencia
y rigidez lateral sustancialmente mayor al sistema
de pórticos, lo cual lo hace muy eficiente para
resistir fuerzas sísmicas.
• Se puede obtener las ventajas del sistema
aporticado, en cuando a su ductilidad y
distribución de espacios internos.
• Se debe ser muy cuidadoso al momento de diseñar
el sistema, ya que la interacción entre el sistema
Aporticado y el de muros es compleja. El comportamiento
de un muro esbelto es como el de una viga de gran altura
en voladizo, y el problema de interacción se origina
porque el comportamiento que tendría un sistema
aporticado sería muy distinto al de un muro de concreto.

6. Perfiles Metálicos
Estructurales:
Son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser
en forma de I, H, T, canal o ángulo. Ángulo Perfil I o H.
De esta forma, las estructuras metálicas poseen una gran
capacidad resistente por el empleo de acero.
Esto le da la posibilidad de lograr soluciones de gran amplitud, como cubrir
grandes luces o cargas importantes.
Son los productos laminados, fabricados para el uso en estructuras de
edificación, o de obra civil.

7. Perfiles de Carpintería
Metálica:
Es un campo ocupacional en el cual se diseñan muebles y estructuras metálicas de cerramiento,
también conocida como cerrajería, hace uso de perfiles de acero y aluminio para la producción de bienes
para la construcción. Su desarrollo ha implicado la sustitución del uso de la madera, pues se puede
desarrollar gran variedad de diseños, excelente acabado y resistencia a las deformaciones, pero es mucho
mas costosa que la madera. Los Tubos de Carpintería Metálica y Muebles (también conocidos como Tubo
Pulido), son de uso general en la Fabricación de Muebles, tales como escritorios, sillas, mesas, bancos,
estanterías, entre otros.
Los trabajos de Herrería como marcos de puertas y ventanas, rejas y barandas, cerramiento de
balcones, contenedores, cajas de volteo, refuerzos y como Correas, en aquellos casos en los cuales las
exigencias de carga no son muy elevadas. Vienen en diferentes formas y espesores según el requerimiento
de la persona que lo diseño.

8. Cerchas Metálica:
Es una composición de barras rectas unidas entre sí mediante juntas o nodos en sus extremos
para formar un armazón rígido de forma triangular, capaz de soportar cargas en su plano, particularmente
aplicadas sobre las uniones denominada nodos. Las cerchas (armaduras) son uno de los elementos
estructurales que forman parte del conjunto de las estructuras de forma activa. Es por ello que para
establecer los aspectos relacionados con las cerchas, a continuación se indica las propiedades de la cercha
como elemento estructural sometido a tracción y Compresión.
Dentro de las ventajas de la cercha es que es liviana , practica y económica, por esto es una de
las opciones mas usadas por los ingenieros especialmente en el diseño de puentes y edificios.
Una cercha esta formada por los siguientes elementos:
• Los miembros de abajo cordón inferior.
• Los miembros de arriba cordón superior.
• Verticales Montantes o pendolones dependiendo del tipo
de esfuerzos.
• Diagonales.

9. Cercha Simple: Es una cercha rígida plana puede formarse simple partiendo de tres barras
unidas por nodos en sus extremos formando un triángulo y luego extendiendo dos nuevas barras por cada
nuevo nodo o unión.
Cerchas Metálica:
Cercha Compuesta: Si dos o más cerchas simples se unen para formar un cuerpo rígido, la
cercha así formada se denomina cercha compuesta. Una cercha simple pude unirse rígidamente a otra
en ciertos nodos por medio de tres vínculos no paralelos ni concurrentes o por medio de un tipo
equivalente de unión.

10. Mallas Espaciales:
Es un sistema estructural compuesto por elementos lineales unidos de tal modo que las fuerzas
son transferidas de forma tridimensional. Macroscópicamente, una estructura espacial puede tomar
forma plana o de superficie curva. Los elementos de la malla son prefabricados y para el armado y
montaje no requiere de medios de unión distintos de los mecánicos.
• Las barras de las mallas espaciales funcionan trabajando a tracción o a compresión, pero no a flexión.
• Las mallas están compuestas por barras, nudos( elementos prefabricados que pueden ser de diferentes
formas) y paneles.
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.
Existen 3 tipos de mallas:
Mallas Planas, Mallas Abovedadas, Mallas de cúpulas.

11. Losa Acero:
Es una lamina corrugada de acero galvanizado estructural perfilada para que se produzca
un efectivo ajuste mecánico con el concreto, la lamina posee unos huecos especiales estas además
sustituyen el acero a la tracción de la placa.
Parte del espesor de concreto se convierte en patín de compresión, mientras que el acero
resiste los esfuerzos de tensión y la malla electro soldada resiste los esfuerzos ocasionados por los cambios
de temperatura en el concreto. Este sistema integra lámina de acero obtenido por proceso de
laminación en frío galvanizada y conectores de cortante que van soldados a la estructura de apoyo. La
efectividad del sistema se logra al unir en uno solo los conectores, la viga, la losa acero y el concreto.
• El galvanizado de la lamina le garantiza una larga vida útil en
cualquier condición ambiental.
• Hay un ahorro considerable ya que se elimina en muchos de los
proyectos el uso de puntales.
• Se obtienen placas mas livianas, lo que aligera el peso de la
estructura, 8 a 10 cm de espesor.
• Su instalación es rápida y limpia. Losa acero encuentra sus
aplicaciones más importantes en la realización de entrepisos
para edificaciones, ampliaciones y mezaninas, puentes,
estacionamientos, techos para viviendas unifamiliares. Actúa
como un encofrado, así que cumple un doble propósito.
Ventajas:

12. Membranas:
A partir de cuatro formas básicas -plana, cóncava, convexa y la parábola hiperbólica- se obtienen
gran cantidad de configuraciones geométricas, tienen muchas cualidades técnicas y estéticas:
• Producen ahorros en cimentación y estructura porque son muy livianas.
• La iluminación interna genera reflejos nocturnos muy especiales.
• Son translúcidas.
• Se pueden instalar en todos los climas.
• Permiten ahorros de energía en iluminación y climatización.
• Materiales que se utilizan Cables: Dependiendo de la complejidad del diseño se pueden utilizar cables de acero
del tipo usado para pos tensado o cables galvanizados del tipo que se usa en puentes. Postes: generalmente
circulares de acero Platinas de anclaje: platinas de acero Uniones El diseño de las uniones es una labor muy
importante y crítica, ya que se debe asegurar que los esfuerzos de trabajo de la membrana se transfieran suave
y uniformemente a los
Es un elemento estructural o de cerramiento, bidimensional, sin rigidez flexional que soporta
tensiones y esfuerzos normales. Por ejemplo, la lona de un circo o la vela de un barco funcionan
estructuralmente como membranas.
Las membranas arquitectónicas son estructuras elaboradas con postes, cables y textiles
tensionados que permiten diseños de gran variedad, pueden utilizarse como cubiertas y cerramientos en
estadios, coliseos, parques, centros comerciales, aeropuertos, plazoletas de comidas, entre otros.

13. Concreto Armado:
La técnica constructiva del hormigón armado consiste en la utilización de hormigón reforzado
con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También es posible armarlo con fibras, tales como fibras
plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los
requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos,
puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de
hormigón proyectado, especialmente en túneles y obras civiles en general.
El acero a utilizar debe ser corrugado para formar una pieza mas sólida
mejorando la resistencia a la tracción y la compresión. Un elemento de concreto
reforzado debe tener una cantidad balanceada de concreto y acero, debido a
que los elementos con un exceso de acero son elementos rígidos y en caso de falla
se puede presentar un aplastamiento del concreto antes que el acero llegue a fluir
y en caso de no tener suficiente acero el elemento colapsará ante la presencia de
la primera grieta. En un elemento es deseable que el acero fluya antes de una falla
para poder apreciar los problemas en el elemento antes que este colapse. El
hormigón es un material elegido por muchos arquitectos y proyectistas estructurales
debido a la gran cantidad de alternativas que ofrece, ningún otro material de
construcción moderno puede tan fácilmente asumir todas las formas, colores, y
texturas que se puede concebir en hormigón. La plasticidad del hormigón libera a
los proyectistas para traducir las formas que ellos visualizan en la realidad
circundante, libres de limitaciones de columnas y vigas.

14. Muros Portantes:
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.
Se denomina muro portante o de carga a las paredes de una
edificación que poseen función estructural; es decir, aquellas que soportan otros
elementos estructurales del edificio, como techos, arcos, bóvedas, vigas.
Cuando los muros soportan cargas horizontales, como las presiones
del terreno contiguo, se denominan muros de contención. La función de los
muros de carga es transmitir las cargas al terreno, es necesario que estos muros
estén dotados de cimentación, un ensanchamiento del muro en contacto con
el terreno que evita que el muro se clave en el terreno. La cimentación de los
muros de carga adopta la forma de zapata lineal. Los muros son superficies
continuas pero es necesario que existan puertas para comunicar los espacio y
ventanas para iluminar y ventilar, par esto se deben utilizar dinteles.

15. Madera como Elemento
Estructural:
La madera por su carácter orgánico- vegetal tiene características propias que la
diferencian de otros materiales de construcción por ejemplo el acero y el hormigón, en consecuencia
el diseño, cálculo y construcción con madera, debe tener en cuenta sus particularidades.
Las características de la madera, la facilidad y rapidez para trabajarla, su poco peso, la
disponibilidad de diversos elementos de unión: ensambles, tornillos, grapas, entre otros, facilitan el
empleo de sistemas Constructivos.
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.
La columna compuesta consta 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. Vigas Con el
fin de calcular las dimensiones de las vigas es posible utilizar
las ecuaciones estándar relacionadas con flexión, esfuerzo
cortante y deflexión de la de las vigas. Por lo general la flexión
es la que rige el diseño.

16. La madera tiene características muy convenientes para su uso como
elemento estructural y como tal se ha empleado desde los inicios de la
civilización.
• Tiene resistencia a tensión superior a la de compresión.
• Tiene buena resistencia, ligereza y carácter natural.
• Su comportamiento es relativamente frágil en tensión y aceptablemente dúctil
en compresión.
• El material es fuertemente anisotrópico, ya que su resistencia en notablemente
mayor en la dirección de las fibras que en las ortogonales de ésta.
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. El último tipo mencionado consta 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.