2. EXPOSICIÓN DISEÑO
ESTRUCUTURAL I
EL CONCRETO
SUBTEMAS:
- ¿ QUÉ ES EL CONCRETO ?
-ANTECEDENTES HISTORICOS
-TIPOS DE CONCRETO.
-CONCRETOS PROFESIONALES
-ESTRUCTURAS DE CONCRETO.
-GIMNASIO NACIONAL DE TOKIO

3. ¿ QUE ES EL CONCRETO ?
El concreto es un material semejante a la piedra que se
obtiene mediante una mezcla cuidadosamente
proporcionada de cemento, arena, grava y agua;
después, esta mezcla se endurece en formaletas con la
forma y dimensiones deseadas.

4. ANTECEDENTES
ÉPOCA DEL IMPERIO ROMANO.
Durante el Imperio Romano el uso
del hormigón como elemento
constructivo tanto en grandes como
en
pequeñas
estructuras
e
infraestructuras alcanzó un grado de
tal satisfacción que no se volvió a
lograr hasta el siglo XIX. Esto se debió
posiblemente a la gran habilidad
constructiva de los romanos y a la
facilidad de conseguir cerca de
Roma
arenas
volcánicas
con
propiedades cementicias, con las
que
preparaban
un
mortero
mezclando dichas arenas con
piedras naturales (habitualmente cal
y guijarros).
Este mortero poseía unas propiedades
físicas y mecánicas prácticamente
idénticas a las que posee el hormigón
utilizado en las construcciones erigidas
en la actualidad, y era utilizado en la
construcción de estructuras enormes
que han probado ser muy duraderas
con el paso de los siglos.

5. ANTECEDENTES
MILENIO ENTRE EL IMPERIO ROMANO Y
LA APARICIÓN DEL HORMIGÓN ARMADO.
A John Smeaton, considerado uno de los
padres de la ingeniería moderna, se le
encargó, por parte de la Royal Society, la
construcción definitiva del faro de
Eddystone. Éste entendió rápidamente
que la cal blanca comúnmente usada
para el mortero era inferior en sus
cualidades hidráulicas (propiedad de
endurecer bajo el agua) a la cal gris, que
contenía algunas impurezas de arcilla.
Posteriormente observó que la Pozzelana
tenía todavía unas cualidades hidráulicas
superiores a las de la cal gris gracias a la
combinación de sus componentes
mayoritarios.
el uso de este tipo de mortero fue un gran
descubrimiento en el ámbito de la
ingeniería civil y el inicio de la era de lo
que se podría denominar “El hormigón
moderno”.

6. TIPOS DE CONCRETO
CONCRETO CONVENCIONAL
Es un material modesto y de elaboración
sencilla, cuyo uso tiene una tradición de
dos mil años mas o menos. Hibrido por
excelencia donde su esencia radica en
la mezcla o aleación de que se
componga. Su composición se basa en
tres elementos:
Cemento, Grava, Arena , Agua.
CONCRETO ARMADO
De
composición,
propiedades
y
comportamiento
sustancialmente
diferentes al anterior. Compuesto de
hormigón convencional reforzado con
barras o mallas de acero a las que se les
denomina armaduras.

7. CONCRETO
PREMEZCLADO ESTÁNDAR
El concreto premezclado estándar es la
forma más común de concreto. Se
prepara para su entrega en una planta
de concreto en lugar de mezclarse en
el sitio de la obra, lo que garantiza la
calidad del concreto.

8. MATERIA PRIMA PARA PRODUCIR
CONCRETO PREMEZCLADO
LOS AGREGADOS
Son piedras y arenas de diferentes tamaños que
se obtienen de las canteras y representan del
60% al 75% aproximadamente, del volumen total
del concreto.
LOS ADITIVOS
Son substancias químicas sólidas o líquidas, que
se pueden agregar a la mezcla del concreto
antes o durante el mezclado. Los aditivos de
mayor uso se utilizan ya sea para mejorar la
durabilidad del concreto endurecido, o para
reducir el contenido del agua, también
aumentan el tiempo de fraguado.
EL AGUA
Es el líquido más valioso para una mezcla, siendo
su función el reaccionar químicamente con el
cemento.

9. MATERIA PRIMA PARA PRODUCIR
CONCRETO PREMEZCLADO
CEMENTO
Es el material de mayor importancia en una
mezcla, puesto que es el elemento que
proporciona resistencia al concreto. Los
cementos de uso más común son el Portland
gris tipo I y el C-2 puzolánico, aunque
también se emplean los tipos II y IV.
MEZCLA DE CONCRETO
Durante la etapa de mezclado, los diferentes
componentes se unen para formar una masa
uniforme de concreto. El tiempo de mezclado es
registrado desde el momento en que los
materiales y el agua son vertidos en la revolvedora
de cemento y esta empieza a rotar.
Al transportar el concreto, la unidad revolvedora
se mantiene en constante rotación, con una
velocidad de 2 a 6 vueltas por minuto.

10. CONCRETO
ARQUITECTÓNICO
Este tipo de concreto puede
desempeñar una función
estructural además de un
acabado
estético
o
decorativo. Puede ofrecer
superficies o texturas lisas o
ásperas además de una
diversidad de colores

11. CONCRETO DE
FRAGUADO RÁPIDO
Diseñado para elevar el desarrollo
temprano
de
resistencia,
este
concreto permite retirar las cimbras
más
rápido,
secuenciar
la
construcción aceleradamente, y una
rápida reparación en proyectos
como carreteras o pistas de
aterrizaje. Típicamente se usa en el
invierno para construir a bajas
temperaturas (5-10°C). Este concreto
también se puede utilizar en edificios,
vías de ferrocarril y aplicaciones
preformadas. Además, para ahorrar
tiempo, esta tecnología de concreto
ofrece una durabilidad mejorada y
resistencia a los ácidos.

12. CONCRETO REFORZADO
CON FIBRAS
El concreto diseñado con fibras
micro o macro puede usarse ya
sea
para
aplicaciones
estructurales, donde las fibras
pueden potencialmente sustituir el
reforzamiento con varilla de acero,
o para reducir el encogimiento
especialmente el que sucede en
etapa temprana. Las macro fibras
pueden
incrementar
significativamente la ductilidad del
concreto, haciendo que sea
altamente
resistente
a
la
formación y propagación de
grietas.

13. CONCRETO AUTOCOMPACTANTE
El concreto autocompactante tiene un flujo muy alto; por lo
tanto, es autonivelante, lo que elimina la necesidad de
vibración. Debido a los plastificantes utilizados –mezclas
químicas que le imparten un alto flujo– el concreto
autocompactante exhibe muy alta compactación como
resultado de su bajo contenido de aire. En consecuencia, el
concreto autocompactante puede tener resistencias muy
elevadas, llegando a rebasar 50 MPa.

14. CONCRETO POROSO
Por su especial diseño de mezcla, el
concreto poroso es un material sumamente
permeable que permite que el agua,
particularmente las aguas pluviales, se filtren
por él, lo que reduce las inundaciones y la
concentración calorífico por hasta 4° C, y
ayuda a evitar los derrapes en los caminos
mojados. Este concreto idealmente se usa
en estacionamientos, andadores y orillas de
alberca.
CONCRETO ANTIBACTERIANO
Este concreto controla el crecimiento de
las bacterias, ayudando a mantener
ambientes limpios en estructuras tales
como
laboratorios,
restaurantes
y
hospitales.

15. CONCRETOS PROFESIONALES
CONCRETO PROFESIONAL
TRABAJABILIDAD EXTENDIDA
Es un concreto que en estado fresco posee
mayores tiempos de manejabilidad y un
proceso de fraguado controlado.
Proporciona grandes ventajas competitivas
al sustituir el proceso de curado tradicional
del concreto.
Tiene una amplia utilización en casos
constructivos específicos, donde se requiera:
-Evitar juntas frías
-Largos tiempos de colocación
-Enviar el concreto a distancias
alejadas o de difícil acceso
-Cualquier elemento estructural o
no estructural

16. CONCRETO PROFESIONAL
HIDRATIUM
Proporciona grandes ventajas competitivas al sustituir el
proceso de curado tradicional del concreto.
USOS
•Cualquier elemento de concreto en donde las actividades
de curado son críticas, para evitar la formación de fisuras por
contracción plástica
VENTAJAS
•Tecnología aplicable a todo tipo de concreto
•Mejora las propiedades del concreto en estado fresco
•Permite retener la humedad dentro del concreto igualando
o superando el desempeño de las membranas de curado(1)
•Elimina el proceso de curado(1)
•Disminuye el agrietamiento plástico
•No tiene afectación sobre las propiedades mecánicas del
concreto
•Ofrece ventajas competitivas a los clientes CEMEX, al
eliminar los costos derivados del proceso tradicional de
curado(1)
•Reduce los tiempos en el proceso constructivo
•Las precauciones antes y durante el colado son las mismas
que se requieren para un concreto convencional

17. CONCRETO PROFESIONAL
REVENIMIENTO TOTAL
USOS
Cimentaciones, columnas, muros, vigas, trabes,
etc.
Cualquier elemento con baja y media
densificación de acero
Ideal para viviendas hechas con molde
Proyectos con acabado aparente
Elementos de secciones irregulares
VENTAJAS
Tiene una vida útil mayor que un concreto
diseñado a la compresión, ya que está diseñado
para resistir los esfuerzos de compresión y tensión
que resultan de la flexión de las losas
Más resistente a los esfuerzos causados por la
combadura (alabeo) de las losas por efectos de
los cambios de temperatura
Mayor resistencia al desgaste por el paso de los
vehículos ya que, sometiendo la losa a cargas
dinámicas, los esfuerzos de flexión internos en una
losa de concreto se encuentran más cercanos a
su resistencia última a la flexión (MR), que los
esfuerzos internos de compresión contra su
resistencia última a la compresión (f’c)

18. CONCRETO PROFESIONAL
ANTIBACTERIAL
Es la solución ideal para construir ambientes
limpios en los que se inhibe y se elimina el
crecimiento y desarrollo de bacterias. Es
imprescindible en lugares como laboratorios,
restaurantes, hospitales, guarderías y cualquier
construcción en la que la limpieza y la salud
sean factores determinantes.
USOS
Por sus características mecánicas mejoradas
es ideal para construir:
Hospitales, farmacias, consultorios, clínicas,
laboratorios Granjas avícolas, porcícolas, etc.
Centrales de abasto, mercados, etc.
Boutiques cosméticas, Restaurantes, cocinas,
etc.
Pisos de viviendas, Escuelas, clubes deportivos,
etc.
Albercas Plantas potabilizadoras de agua

19. CONCRETO PROFESIONAL
LIGERO ESTRUCTURAL
USOS
Elementos divisorios para salas de cine y lugares de
reunión.
Capas de nivelación en pisos y losas.
Para aligerar cargas muertas en la estructura.
Muros y losas de viviendas de concreto tipo
monolíticas.
VENTAJAS
Por sus mejores propiedades térmicas representa un
ahorro de energía
Para el usuario final
Excelentes propiedades acústicas
Permite reducir las cargas muertas en las estructuras
Su alta trabajabilidad favorece las operaciones de
colocación y elimina
la aplicación de vibradores
Es apto para ser bombeable
Ofrece una mayor resistencia a la tensión diagonal en
muros
Es ambientalmente amigable debido a que promueve
el ahorro de energía
No es toxico

20. CONCRETO PROFESIONAL
AHORRADOR DE ENERGÍA
USOS
Elementos divisorios para salas de cine y lugares
de reunión.
Capas de nivelación en pisos y losas.
Para aligerar cargas muertas en la estructura.
Muros y losas de viviendas de concreto tipo
monolíticas.
VENTAJAS
Por sus mejores propiedades térmicas representa
un ahorro de energía
Para el usuario final
Excelentes propiedades acústicas
Permite reducir las cargas muertas en las
estructuras
Su alta trabajabilidad favorece las operaciones
de colocación y elimina la aplicación de
vibradores
Es apto para ser bombeable
Ofrece una mayor resistencia a la tensión
diagonal en muros
Es ambientalmente amigable debido a que
promueve el ahorro de energía
No es toxico

21. ESTRUCUTURAS DE CONCRETO REFORZADO
Las edificaciones de concreto reforzado
son generalmente diseñadas para exhibir
cierta ductibilidad durante la acción de
sismo severo, el confinamiento del
corazón de concreto puede mejorar la
ductibilidad de la columna de manera
eficientemente. El efecto del Confinamiento es brindado por estribos .
Los
estribos
proveen
confinamiento efectivo en la
región central de la sección.
El
área
efectivamente
confinada se define como
área de la sección antigua
que realmente contiene un
estado triaxial de tensiones .

22. REGIONES CRITICAS DE LAS ESTRUCUTURAS

23. REGIONES CRITICAS DE LAS
ESTRUCUTURAS
COLUMNAS
COLUMNAS

24. GIMNASIO NACIONAL DE YOYOGI EN TOKIO.
ARQ. KENZO TANGE.

25. GIMNASIO NACIONAL DE
YOYOGI
ARQ. KENZO TANGE.
El Gimnasio Nacional de Yoyogi en
Tokio,
construido
para
las
olimpiadas de 1964, es la obra más
conocida del maestro japonés
Kenzo Tange, y la que lo
catapultara
a
la
fama
internacional y al premio Pritzker.
Su
diseño
aerodinámico,
monumental y sugerente se
convirtió en un icono de la capital
japonesa y un referente dentro de
la
corriente
denominada
metabolismo,
marcando
una
distancia del movimiento moderno
internacional.
Cuando
se
completó el Gimnasio mayor tenía
la cobertura suspendida más larga
del mundo.

26. ANTECEDENTES
Luego de la derrota en la
Segunda Guerra Mundial en 1945
y
durante
la
ocupación
norteamericana encabezada por
MacArthur,
Japón
quedó
devastado.
El
mundo
se
sorprendería cuando a menos de
20 años de lanzadas las bombas
atómicas, Japón organizaba en
Tokio las Olimpiadas de 1964. Más
impresionado quedaría aún con
la extraordinaria calidad de su
infraestructura
deportiva,
encabezada por este Parque
Olímpico diseñado por Kenzo
Tange.

27. EL GIMNASIO PRINCIPAL
Con una capacidad para
10,000 personas, el gimnasio
principal acomoda eventos de
natación, pero puede albergar
también juegos de básquet y
hockey.
El
espacio
se
organiza
distribuyendo
las
tribunas
simétricamente al norte y al sur,
enfatizando el eje este-oeste
tanto en la dirección del techo
como en la ubicación de las
entradas.

28. LA ESTRUCTURA
El concepto estructural se
basa en una espina principal
compuesta por dos cables
de acero de 13" de
diámetro, anclados a dos
grandes placas de concreto,
ubicadas a ambos extremos
del
edificio, y a dos
columnas
de
concreto
centrales.
Los
cables
describen
una
curva
parabólica (técnicamente,
se llama catenaria), de la
cual nacen cables menores
perpendiculares para formar
un techo como si fuera una
tienda de lona.

29. LA ESTRUCTURA
Los techos de las tribunas, al tener una curvatura distinta a la de los
cables, permiten la generación de la elegante y grácil cobertura, cuya
superficie, cóncava y convexa a la vez, es siempre distinta desde
cualquier ángulo donde se la vea (una mezcla de parábola e hipérbole,
otra vez técnicamente, se denomina paraboloide hiperbólico. Tange ya
había utilizado esta forma en el monumento de La Silla de Montar en el
Parque de la Paz, en Hiroshima).

30. Kenzo Tange aprovecha el desfase de la geometrías de la catenaria y
la tribuna para establecer los imponentes accesos triangulares, los
que, a pesar de tener una escala monumental, parecen nacer del
suelo, dándole al edificio una sensación de ligereza. Ambos accesos
son precedidos por explanadas o plazoletas, que se distinguen del
resto del parque mediante un atrio con graderías
LA FACHADA

31. DETALLES DE LA
ESTRUCUTURA

32. DETALLES DE LA

33. DETALLES DE LA

34. DETALLES DE LA

35. DETALLES DE LA

36. EL GIMNASIO MENOR
Tiene
una
capacidad
para
5,300
espectadores y es usado para deportes
menores. El espacio se organiza en torno a
dos círculos no concéntricos, de manera
que unas tribunas resultan más amplias que
las opuestas. A diferencia del gimnasio
mayor, éste tiene solo una columna
estructural y una sola entrada.

37. LA ESTRUCTURA

38. DETALLES DE LA

39. DETALLES DE LA

40. DETALLES DE LA

41. DETALLES DEL PROYECTO