sistemas constructivos alumnos

Clasificación y Funcionamiento sistemas constructivas

• Se define como estructura a los cuerpos capaces de resistir cargas sin que exista una deformación excesiva de una de las partes con respecto a otra. Por ello la función de una estructura consiste en trasmitir las fuerzas de un punto a otro en el espacio, resistiendo su aplicación sin perder la estabilidad (Marshall y Nelson, 1995).

Elaborado por la Profesora Sofia Cardozo

Electiva Diseño de sistemas constructivos alternativos y

tradicionales

•Profesora Sofía Cardozo


Exigencias de la edificación

• El uso que se le dará a la edificación establece ciertas exigencias relativas a funcionalidad,

• seguridad, urbanismo y economía.• Exigencias de funcionalidad. Dependen de la función

que tiene lo edificado.• Exigencias de seguridad y confort. Determinan el tipo

y la calidad de los materiales a emplear en• la construcción.• Urbanísticas. Integran la edificación a un medio

ambiente.• Económicas. Definen los costos de la obra a construir.


Clasificación de Sistemas Estructurales

• 1. Sistema de Forma Activa: Estructuras que trabajan a tracción o compresión simples, tales

• como los cables y arcos.• 2. Sistemas de Vector Activo: Estructuras en estados

simultáneos de esfuerzos de tracción y• compresión, tales como las cerchas planas y espaciales.• 3. Sistemas de Masa Activa: Estructuras que trabajan a

flexión, tales como las vigas, dinteles,• pilares y pórticos.• 4. Sistemas de Superficie Activa: Estructuras en estado de

tensión superficial, tales como las• placas, membranas y cáscaras (Orozco, 1999).


1º forma activa: estructuras de cables, cascaras, tiendas, velaría, arcos y neumáticos


1. Sistema de Forma Activa:.

Estructuras que trabajan a tracción o compresión simples, tales

como los cables y arcos


Cables

• Los cables son estructuras flexibles debido a la pequeña sección transversal en relación con la longitud. Esta flexibilidad indica una limitada resistencia a la flexión, por lo que la carga se transforma en tracción y también hace que el cable cambie su forma según la carga que se aplique. Las formas que puede adoptar el cable son:

• 1. Polígono funicular, es la forma que adopta el cable ante fuerzas puntuales.

• 2. Parábola, es la curva que adquiere el cable ante una carga horizontal uniformemente

• repartida.• 3. Catenaria, es la figura que forma el cable ante el peso

propio del mismo.


• Un cable no constituye una estructura auto portante a menos que cuente con medios y procedimientos para absorber su empuje. Esto se logra canalizando sobre las torres la tracción del cable y anclando en tierra.


• Konzert segel-Radolfzell: Teatro al aire libre formado por una estructura de cables y placas de policarbonato.


Arcos• Si se invierte la forma parabólica que toma un cable, sobre

el cual actúan cargas uniformemente distribuidas según una horizontal, se obtiene la forma ideal de un arco que sometido a ese tipo de carga desarrolla sólo fuerzas de compresión. El arco es en esencia una estructura de compresión utilizado para cubrir grandes luces.


• El arco se utiliza también para cubrir luces pequeñas, y puede considerarse como uno de los elementos estructurales básicos en todo tipo de arquitectura.


• La forma ideal de un arco capaz de resistir cargas determinadas por un estado de compresión simple, puede hallarse siempre con la forma del polígono funicular correspondiente invertido . Por medio de este método, determinó el arquitecto español Gaudí, la forma de los arcos para la iglesia la Sagrada Familia, en Barcelona.


Cascaras


Cable

Instalaciones deportivasLa ejecución y construcción sin puntales mediante cables permite a los proyectistas realizar incluso grandes voladizos con una atmósfera y ligereza especiales.


2º Sistema Estructural De Vector Activo

vector activo: estructuras de armaduras bi- y tridimensionales


Cerchas• Considérese ahora la estructura obtenida volcando el

cable hacia arriba y reforzando sus tramos rectos con el fin de conferirles resistencia a la compresión. La "flecha negativa" o elevación modifica la dirección de todas las tensiones y el cable invertido se convierte entonces en una estructura de compresión pura: es el ejemplo más simple de armadura.


cubrir hasta luces de 20 m,

• El empuje puede absorberse por medio de contrafuertes de material resistente a la compresión como la mampostería, o un elemento de tracción tal como un tensor de acero. Estas

• armaduras elementales de madera con tensores de hierro, se construyeron en la Edad Media para sostener los techos de pequeñas casas e iglesias.


VECTOR ACTIVO

VECTOR ACTIVO Los sistemas estructurales de vector activo son sistemas portantes formados por elementos lineales (barras), en los que la trasmisión de las fuerzas se realizan por descomposición vectorial, es decir, a través de una subdivisión multidireccional de las fuerzas. Sus elementos (cordones, barras) trabajan en un sistema mixto de compresión y tracción. Las características principales son : Triangulación y unión mediante nudos


El Vector Activo se presenta en cualquier tipo de edificación, poseen alta resistencia y rigidez, mejorando sistemas antisísmicos, otorgando amplitud a espacios interiores y razonando ante todo esfuerzo y momento que se presente en una edificación

Utilizado mayormente en sistemas estructurales de puentes, el Vector activo puede ampliar las luces entre apoyos estructurales verticales (columnas), lo cual reduce el material y mano de obra a contratarse, por trabajar con sistemas prefabricados y de manera seca.


3.- Sistemas de Masa Activa

• 3. Sistemas de Masa Activa: Estructuras que trabajan a flexión, tales como las vigas, dinteles, pilares y pórticos


Vigas• Las vigas figuran entre los elementos estructurales más comunes,

dado que la mayor parte de las cargas son verticales y la mayoría de las superficies utilizables son horizontales. Por consiguiente las vigas transmiten en dirección horizontal las cargas verticales, lo que implica una acción de flexión y corte. Los arcos funiculares ocupan un extremo de la escala de tensiones, con ausencia de flexión; las vigas ocupan el extremo opuesto, trabajando sólo a la flexión.


• En una viga simplemente apoyada, una carga aplicada en el punto medio se transmite por mitades a ambos apoyos

• En las vigas de volado esta se trasmite al extremo apoyado.


Dinteles y Pilares

• El sistema de pilar y dintel pueden construirse uno sobre otro para levantar edificios de muchos pisos. En este caso, los dinteles apoyan en pilares o en paredes de altura igual a la del edificio

Este tipo puede resistir cargas verticales, no ocurre lo mismo con las horizontales, así los vientos huracanados y terremotos dañan con facilidad este sistema, pues la mampostería y los elementos de piedra poseen escasa resistencia a la flexión y no se establece una conexión fuerte entre los dinteles y pilares


Pórticos• La acción del

sistema de pilar y dintel se modifica en grado sustancial si se desarrolla una unión rígida entre el dintel y el pilar llamándose ahora viga y columna.

Una serie de estos pórticos, paralelos entre sí y unidospor vigas horizontales, constituye la estructura tipo-jaula que encontramos hoy en la mayoría delos edificios de acero o de concreto armado. Estos pórticos tridimensionales actúan integralmentecontra cargas horizontales de cualquier dirección


4º-Sistemas de Superficie Activa

• 4. Sistemas de Superficie Activa: Estructuras en estado de tensión superficial, tales como las placas, membranas ,cáscaras, estructuras de membranas, laminas plegadas


las placas planas plegadas, y las superficies de curvatura como las membranas y cascarones, usados para cubrir grandes superficies, como coliseos, estadios. Las placas planas plegadas permiten cubrir luces mayores que las losas, que funcionan como estructuras de masa activa.


Las membranas, carpas y estructuras neumáticas tienen esfuerzos básicos de tensión y son de espesor muy reducido. Los cascarones son generalmente en concreto reforzado, con espesores menores de 10 cm , que aprovechan formas geométricas de doble curvatura y trabajan fundamentalmente a compresión. Los domos y los «paraboloides hiperbólicos» han sido las formas que más aprovechan artistas estructurales


Placas

Los sistemas de entramado son particularmente eficientes para transferir cargas concentradas ypara lograr que toda la estructura participe en la acción portante.


Membranas

Una membrana es una hoja de material tan delgada que para todo fin práctico, puede desarrollarsolamente tracción. Algunos ejemplos de membrana constituyen un trozo de tela o de caucho. En general, las membranas deben estabilizarse por medio de un esqueleto interno o por pre-tensión producido por fuerzas externas o presión interna.


Una cúpula de acero fundada en solo 4 puntos para dejar el mayor espacio libre en las pistas. La estructura de acero va cubierta con una membrana de PVC para proteger al tenista del sol, lluvia y viento


Cáscaras• Se denominan estructuras

resistentes por la forma a aquéllas cuya resistencia se obtiene dando forma al material según las cargas que deben soportar. Una membrana invertida y sometida a las mismas cargas para las cuales se le dio forma originariamente, seria una estructura de este tipo y desarrollaría sólo compresión


Palacio de las Artes Reina Sofía. Valencia Santiago Calatrava


La superficie activa es una estructura o elemento estructural que transmite las fuerzas externas que se le aplican basándose en la continuidad de una superficie. En las estructuras de superficie activa es fundamente una forma adecuada que transmita las fuerzas actuantes y las reparta por toda las superficies en tensiones de pequeña magnitud. El conseguir una forma eficaz para la superficie desde los puntos de vista estructural, utilitario y estético es un acto creador: arte. Los sistemas estructurales de superficie activa, son simultáneamente la envoltura del espacio interno y la corteza exterior de la construcción y, en consecuencia, determinan la forma interior del espacio y la exterior del edificio. Así son sustancia real de la edificación y criterio de su calidad con las mismas cualidades de una máquina racional y eficiente o una forma con significado estético.


• forma activa: estructuras de cables, cascaras, tiendas, velaria, arcos y neumaticos· superficie activa: estructuras de membranas, placas y laminas plegadas· vector activo: estructuras de armaduras bi- y tridimensionales· sección activa: estructuras de vigas, dinteles, porticos y pilares

•


• Las barras tubulares de acero deberán ser cortas para evitar la flexión en su estructura.

• - Los elementos unidos no deben poseer juntas rígidas, ya que en la estructura, dicha rigidez causa deterioro a la hora de imprimir esfuerzos y momentos sobre la estructura.

• - Los elementos deben estar separados y prefabricados, pudiendo ensamblarlos por módulos exactos fácilmente y también desensamblarlos sin dañar su configuración, de esta forma se podrán obtener estructuras móviles. (imagine comprar un lote de terreno nuevo, desarmar la casa en la que reside, colocarla en un camión y armarla rápidamente en su nueva posición), parece complicado pero es posible.


Las estructuras de vector activo, presentan grandes ventajas como estructuras verticales para edificios de gran altura. Proyectados adecuadamente, pueden combinar las funciones estáticas de agrupamiento de cargas lineal, trasmisión directa de las cargas y rigidización lateral frente al viento. En este sistema se cambia la dirección de las fuerzas dividiendo las cargas en diferentes direcciones a través de dos o mas barras y las equilibran mediante las correspondientes reacciones vectoriale


El Bambú Guadua como material liviano, conformado principalmente en su cara adaxial por fibras con gran porcentaje de sílice, es muy resistente a fuerzas axiales. Si a ello se suman las ventajas entre la relación: peso-resistencia y su natural geometría cilíndrica, se define su aplicación como perfecta en cualquier tipo de estructura espacial, principalmente en el campo de las estructuras de Forma Activa y Sistemas Estructurales Activados Vectorialmente: “…elementos lineales cortos, sólidos y rectos, en los que la transmisión de fuerzas se realiza a través de fuerzas que trabajan solo o simultáneamente a compresión o tracción” (Engel, 2007)


Superficie activa

Clasificación de la Superficie Activa:-Estructuras de Laminas.-Estructuras Láminas plegadas-Estructuras Membranas


http://2012se2lospatos.wordpress.com/2012/03/15/velarias-con-jabon/

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