Estructura II PROF: Mary lujano

1. Criterios de Diseño
Estructural
Alumna: Angélica M. Peña V.
C.I: 24.196.527

2. La estructura en la arquitectura no es más que el conjunto de elementos resistentes convenientemente
vinculados entre sí que se accionan y reaccionan bajo las cargas de servicio. Para el arquitecto es indispensable el
conocimiento de diseño y conocimiento estructural. La que la estructura no se puede concebir con un hecho
aislado sino como una parte indivisible de la obra arquitectónica. En estrecha relación se pude decir que la
estructura es la encargada de delimitar el espacio arquitectónico.
La estructura arquitectónica sostiene estéticamente y estáticamente una composición. Es decir, todo proyecto
debe tener una estructura en la cual se relacione de manera concreta con lo estético y lo funcional, demás de
transmitir una finalidad, la cual es trasmitir, recibir y resistir las cargas de apoyo en la relación con los materiales.
Para lograr una estructura optima en la arquitectura, se deben seguir algunos criterios, los cuales se definen en
dos partes, una con relación al conjunto y otra con relación ala estructura misma.

3. Interacción del Suelo-Estructura
• Es importante para entender los movimientos que se producen y saber como reaccionan los edificios
• El movimiento del suelo se transmite al edificio generando fuerzas de inercia.
• Un incremento de masa produce un aumento de las fuerzas horizontales a ser resistidas.
• La interacción entre la estructura de cimentación y el suelo consistirá en encontrar un sistema de reacciones
que aplicadas simultáneamente a la estructura de cimentación y a la masa del suelo produzcan la misma
configuración de desplazamientos diferenciales entre los dos elementos.

4. Determinación de esfuerzos
El tipo de método empleado difiere según la complejidad y precisión requerida por los cálculos:
• Métodos clásicos, para estructuras muy
sencillas entre los que se encuentran la
teoría de vigas de Euler-Bernoulli es el
método más simple, es aplicable sólo a
barras esbeltas sometidas a flexión y
esfuerzos axiales. Naturalmente no
todas las estructuras se dejan analizar
por este método. Cuando existen
elementos estructurales
bidimensionales en general deben
emplearse métodos basados en resolver
ecuaciones diferenciales.
• Métodos programables:
Así para determinar esfuerzos sobre marcos o
pórticos se usa frecuentemente el método
matricial de la rigidez basado en el modelo de
barras largas, que modeliza los elementos
resistentes como elementos unidimensionales
sometidos predominantemente a flexión.
Cuando se trata de analizar elementos más
pequeños o con forma irregular donde pueden
producirse concentraciones de tensiones se usan
métodos numéricos más complejos como el
Método de los elementos finitos.

5. Sistemas resistentes
Para resistir fuerzas sísmicas se emplea un número reducido de componentes:
• El arquitecto debe conocer de antemano la mecánica de trabajo de las formas estructurales para aplicarlas
en sus diseños
• El concepto de sistemas resistentes tiene que ver en su mayoría con los pórticos de hormigón armado y
de manera limitada con el uso de tecnologías nuevas.
• Todos los sistemas resistentes deben ser diseñados para resistir fuerzas de sismo que generalmente
alcanzan 100% de los valores de las cargas de gravedad.
Sistemas
resistentes
Arcos Pórticos Cerchas Celosías Bóvedas

6. Modelos Materiales
Dentro del análisis estructural es importante modelizar el comportamiento de los materiales empleados
mediante una ecuación constitutiva adecuada. Los tipos modelos de materiales más frecuentes son:
• Modelo elástico lineal e
isótropo, el más usado, ya
que el teorema de Rivlin-
Ericksen permite establecer
que para deformaciones
suficientemente pequeñas
todo sólido elástico es
asintóticamente lineal e
isótropo.
• Modelo elástico lineal
ortotrópico, constituye
una modificación de
modelo isótropo para
materiales cuya
resistencia y
comportamiento
depende de la dirección,
laminados, elementos de
madera, etc., requieren
modelos ortótropos para
ser adecuadamente
modelizados
• Modelos de plasticidad y viscoplasticidad.
Los metales a partir de ciertos valores de
tensión experimentan deformaciones
plásticas irreversibles, así como otras no
linealidades. El cálculo plástico a costa de
complicar las leyes materiales dan una
predicción más exacta de las cargas de
colapso o fallo de las estructuras, así como
un ahorro en material al poder tener en
cuenta el rango de trabajo de los materiales
en el que estos están experimentando
transformaciones irreversibles pero sin
alcanzar las cargas de fallo o colapso.

7. Amortiguamiento
Los edificios en hormigón no pueden oscilar con la libertad de un péndulo, son ineficientes para vibrar y
cuando se ponen en movimiento tienden a regresar rápidamente a su posición de equilibrio.
El amortiguamiento se parece a una fuerza de
rozamiento interno de los materiales, donde los
valores bajos del amortiguamiento pertenecen a
los materiales mas perfectos. La estructuras
metálicas tienen poca capacidad para
amortiguar, en cambio poseen poco peso y
mucha resistencia además, oscilan por largo
tiempo, el mayor o menor amortiguamiento en
un edificio depende de sus conexiones
estructurales, de la posición de su centro de
gravedad, de los elementos no estructurales y
de los materiales.

8. Ductilidad
Se llama ductilidad a la capacidad que posee un material para deformarse mas allá del rango elástico sin perdida
significativa de resistencia.
Ductilidad= deformación última/deformación en fluencia
Cuando una estructura se deforma es debido a que posee cierta ductilidad y
que por eso su aceleración baja, volviéndose menos rígida, los materiales
como bloques o cemento nos dúctiles y poseen un corto periodo de
vibración presentando facilidad para agrietarse. La ductilidad es la clave del
diseño estructura, se cumple solo cuando existe un buen diseño estructural
permitiendo soportar grandes fuerzas de sismo.

9. Torsión
Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a
retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la
cerradura.
La rotación de la planta produce momentos torsionantes en columnas alejadas
del centro de rigidez y la falla se produce debido a las fuerzas cortantes por
torsión

10. Escala
En un edificio de considerable altura la violación de los principios de distribución y proporción de
masas inerciales implica costos altos y a medida que la altura crece, las fuerzas de inercia también
crecen.
No se pueden alterar el tamaño de una estructura en sus componentes y conservar el mismo
comportamiento estructural

11. Determinación de resistencia y rigidez
A partir de los esfuerzos se pueden calcular directamente los desplazamientos y las tensiones. En el
caso del método de los elementos finitos se suele determinar directamente el desplazamiento sin
necesidad de calcular los esfuerzos internos. Una estructura correctamente diseñada además de ser
funcional y económica debe cumplir obligatoriamente dos criterios razonables de seguridad:
• El criterio de resistencia, consistente en comprobar en que en ninguno de sus puntos el material
sobrepasa unas tensiones admisibles máximas.
• El criterio de rigidez, consistente en comprobar que bajo las fuerzas y solicitaciones actuantes los
desplazamientos y deformaciones de la estructura no sobrepasan un cierto límite. Dicho límite está
relacionado con criterios de funcionalidad, pero también de estabilidad o de aplicabilidad de la teoría
de la elasticidad lineal