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Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción para el
diseño de estructuras
•Juego de fuerzas y
formas
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de fuerzas
•Cargas
•Sistema resistente
•Análisis estructural /
Diseño estructural
•Concebir una estructura
•Consideraciones
económicas
1.b.Caracterización de las
estructuras de acero
•Estructuras de
entramado
•Estructura y envolvente
1.c.Propiedades del
acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad
•Esfuerzos de tracción
•Elasticidad
•Plasticidad
•Ductilidad
•Otras propiedades
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas
•Deformación y ruptura
•Relación Masa/Resistencia
•Origen industrial
•Variedad de secciones
•Grandes luces
•Separación estructura y
envolvente
•Sistema de entramado
•Rehabilitaciones
•Prefabricación total
•Montaje y prefabricación
•Tolerancia
•Desmontaje y re-uso
•Reciclaje
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria Duración presentación: 35 minutos
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Solicitaciones pasivas / Solicitaciones activas / Conducción de esfuerzos hacia el
suelo
Estación de trenes suburbanos Hannover (1996) Von Gerkan, Marg und Partner
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
Punto de aplicación / Soportes
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas
Experience Music Project, Seattle
(2000) Frank Gehry
Millenium Dome, Londres (1999) Richard Rogers
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
Magnitudes / Distribución / Dirección / Puntos de aplicación
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de fuerzas
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Villa dall’Alva, Bordeaux (1998) Rem Koolhaas
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de fuerzas
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de fuerzas
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de fuerzas
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de fuerzas
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de fuerzas
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Permanentes / Accidentales
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Museo de Ciencia Naturales, Matsunoyama (2003) Tezuka Architects
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Forma /Dimensiones / Soportes / Cargas
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Analizar / Diseñar
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño estructural
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura
•Consideraciones
económicas.
Mediateca de Sendai (2001) Toyo Ito
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura
•Consideraciones
económicas.
Mediateca de Sendai (2001) Toyo Ito
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Velocidad + facilidad montaje / Costo mano obra / Precisión / Limpieza / Reciclaje
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas
Crystal Palace, Centro de Exposiciones, Londres (1851) Joseph Paxton
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Velocidad + facilidad montaje / Costo mano obra / Precisión / Limpieza / Reciclaje
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado
•Estructura y
envolvente.
Pabellón USA , Exposición Universal de Montreal (1967) Buckminster Fuller
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado
Centro George Pompidou, Paris (1977) Renzo Piano y Richard Rogers
BMW Welt, Munich (2007) Coop Himmelb(l)au
Liviandad
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Uso elementos lineales
Separación estructura y
envolvente
Hong Kong & Shangai Bank (1986) Norman Foster
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Uso elementos lineales
Separación estructura y
envolvente
Hong Kong & Shangai Bank (1986) Norman Foster
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Margen de tiempo en falla
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Fase elástica / Ley de Hooke
Modulo de elasticidad del acero
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
ε = δ = F
L AE
Donde
ε = alargamiento unitario de un material
F = fuerza
δ = alargamiento longitudinal
L = longitud original
E = módulo de elasticidad
A = sección transversal de la pieza estirada
Modulo de elasticidad (E) medio
2.100.000 y 1.900.000 kgf/cm 2
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Fase elástica / Ley de Hooke
Fase plástica
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Fase elástica / Ley de Hooke
Fase plástica
Ruptura
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Capacidad de volver a la forma original
después de sucesivos ciclos de carga y
descarga
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Deformación permanente provocada
por una tensión igual o superior al
límite de fluencia
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad
•Coeficiente de
dilatación.
Capacidad de deformarse
plásticamente sin romperse
Ventajas:
•Redistribución altas tensiones
locales
•Alerta sobre altas solicitaciones
afractura dúctil bfractura moderadamente dúctil
cfractura frágil sin deformación plástica
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Otras
propiedades Coeficiente de dilatación térmica
acero, 0,012 mm. / m °C
Resistencia a la corrosión
Soldabilidad
Museo de Ciencia Naturales, Matsunoyama (2003) Tezuka Architects
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Resistencia a distintos
tipos de esfuerzos
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
Material / Puesta en obra / Ejecución / Ciclo de vida
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Cubierta del British Museum, Londres (2000) Norman Foster
Torre John-Hancock, Chicago (1970) SOM
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
Homogeneidad / Comportamientos conocidos + previsibles
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
Perfil laminado
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
Perfil laminado
Perfil conformado
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
Perfil laminado
Perfil conformado
Perfil soldado
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
Perfil H Perfil I Perfil Canal Perfil ángulo Tubular Perfil conformado
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Aeropuerto de Barajas, Madrid (2005) Richard Rogers
Cubierta del Estadio Olímpico de Munich (1972) Frei Otto
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Cámara de Comercio de Berlín (1998) Nicholas Grimshaw
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de entramado
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Centro George Pompidou (1977) Renzo Piano y Richard Rogers
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
•Rehabilitación
•Desmontaje y
reciclaje.
Modificación de estructuras
Refuerzo / aumento de distancia entre apoyos / añadir pisos
Adaptación a nuevos usos
Alargamiento de la vida útil
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
•Rehabilitación
•Desmontaje y
reciclaje.
Modificación de estructuras
Adaptación a nuevos usos
Alargamiento de la vida útil
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
•Rehabilitación
•Desmontaje y
reciclaje.
Castillo en Trevi (1998) Cautili, & Morganti
Modificación de estructuras
Adaptación a nuevos usos
Alargamiento de la vida útil
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
Centro Renault, Swindon (1984) Norman Foster
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Prefabricación total
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Montaje y
prefabricación
Construcción en lugares apartados
Estación británica Halley VI, Antártica (2008)
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Montaje y
prefabricación
Construcción en lugares apartados
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y ruptura
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Montaje y
prefabricación
Construcción en lugares apartados
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Precisión en el montaje
Aeropuerto de Stuttgart (1990)
Von Gerkan, Marg und Partner
Estación de Waterloo, Londres
(1993) Nicholas Grimshaw
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Precisión en el montaje
Aeropuerto de Stuttgart (1990)
Von Gerkan, Marg und Partner
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia
•Modificaciones.
•Desmontaje y
reciclaje.
Precisión en el montaje
Estación de Waterloo, Londres
(1993) Nicholas Grimshaw
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Desmontaje y re-uso
740 Rue Bel-Air, Montreal , ABCP and Busby & Associates
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción
para el diseño de
estructuras
•Juego de fuerzas y
formas.
•Transferencia de
fuerzas.
•Sistema de
fuerzas.
•Cargas.
•Sistema resistente.
•Análisis estructural
/ Diseño
estructural.
•Concebir una
estructura.
•Consideraciones
económicas.
1.b.Caracterización
de las estructuras
de acero
•Estructuras de
entramado. (2)
•Estructura y
envolvente.
1.c.Propiedades
del acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad.
•Esfuerzos de
tracción. (3)
•Elasticidad.
•Plasticidad.
•Ductilidad.
•Coeficiente de
dilatación.
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Ventajas.
•Deformación y
ruptura.
•Relación
Masa/Resistencia.
•Origen industrial.
•Variedad de secciones.
•Grandes luces.
•Prefabricación total.
•Separación estructura
y envolvente.
•Sistema de
entramado.
•Tolerancia.
•Modificaciones.
•Reciclaje
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
1.a.Introducción para el
diseño de estructuras
•Juego de fuerzas y
formas
•Transferencia de fuerzas
•Sistema de fuerzas
•Cargas
•Sistema resistente
•Análisis estructural /
Diseño estructural
•Concebir una estructura
•Consideraciones
económicas
1.b.Caracterización de las
estructuras de acero
•Estructuras de
entramado
•Estructura y envolvente
1.c.Propiedades del
acero
•Propiedades
mecánicas
•Seguridad
•Esfuerzos de tracción
•Elasticidad
•Plasticidad
•Ductilidad
•Otras propiedades
1.d.Ventajas de la
construcción en acero
•Resistencia a distintos tipos
de esfuerzos
•Deformación y ruptura
•Relación Masa/Resistencia
•Origen industrial
•Variedad de secciones
•Grandes luces
•Separación estructura y
envolvente
•Sistema de entramado
•Rehabilitaciones
•Prefabricación total
•Montaje y prefabricación
•Tolerancia
•Desmontaje y re-uso
•Reciclaje
Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
Bibliografía
•Luis Andrade de Mattos Dias (2006) Estructuras de acero.
Conceptos, técnicas y lenguaje, Zigurate Editora.
•Yopanan C. P. Rebello (2000) A concepção estructural e a
arquitectura, Zigurate Editora.
•Hart, Henn y Sontag (1976) El Atlas de la construcción
metálica. Casas de pisos, Editorial Gustavo Gili
•Alan Blanc, Michael McEvoy y Roger Plank (1992)
Architecture and Construction in Steel, E & FN Spon.
•Schulitz, Sobek, Habermann (1999) Atlante del´Acciaio,
UTET
•Reichel, Ackermann, Hentschel, Hochberg (2007) Building
with steel. Details. Priciples. Examples, Edition Detail.

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  • 1. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria
  • 2. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas •Cargas •Sistema resistente •Análisis estructural / Diseño estructural •Concebir una estructura •Consideraciones económicas 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado •Estructura y envolvente 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad •Esfuerzos de tracción •Elasticidad •Plasticidad •Ductilidad •Otras propiedades 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia •Origen industrial •Variedad de secciones •Grandes luces •Separación estructura y envolvente •Sistema de entramado •Rehabilitaciones •Prefabricación total •Montaje y prefabricación •Tolerancia •Desmontaje y re-uso •Reciclaje Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria Duración presentación: 35 minutos
  • 3. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. Solicitaciones pasivas / Solicitaciones activas / Conducción de esfuerzos hacia el suelo Estación de trenes suburbanos Hannover (1996) Von Gerkan, Marg und Partner
  • 4. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. Punto de aplicación / Soportes 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas Experience Music Project, Seattle (2000) Frank Gehry Millenium Dome, Londres (1999) Richard Rogers
  • 5. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. Magnitudes / Distribución / Dirección / Puntos de aplicación 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. Villa dall’Alva, Bordeaux (1998) Rem Koolhaas
  • 6. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas.
  • 7. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas.
  • 8. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas.
  • 9. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas.
  • 10. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas.
  • 11. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Permanentes / Accidentales 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. Museo de Ciencia Naturales, Matsunoyama (2003) Tezuka Architects
  • 12. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. Forma /Dimensiones / Soportes / Cargas 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas.
  • 13. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Analizar / Diseñar 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas.
  • 14. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura •Consideraciones económicas. Mediateca de Sendai (2001) Toyo Ito
  • 15. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura •Consideraciones económicas. Mediateca de Sendai (2001) Toyo Ito
  • 16. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Velocidad + facilidad montaje / Costo mano obra / Precisión / Limpieza / Reciclaje 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas Crystal Palace, Centro de Exposiciones, Londres (1851) Joseph Paxton
  • 17. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Velocidad + facilidad montaje / Costo mano obra / Precisión / Limpieza / Reciclaje 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas
  • 18. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado •Estructura y envolvente. Pabellón USA , Exposición Universal de Montreal (1967) Buckminster Fuller
  • 19. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado Centro George Pompidou, Paris (1977) Renzo Piano y Richard Rogers BMW Welt, Munich (2007) Coop Himmelb(l)au Liviandad
  • 20. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. Uso elementos lineales Separación estructura y envolvente Hong Kong & Shangai Bank (1986) Norman Foster
  • 21. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. Uso elementos lineales Separación estructura y envolvente Hong Kong & Shangai Bank (1986) Norman Foster
  • 22. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación.
  • 23. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. Margen de tiempo en falla
  • 24. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Fase elástica / Ley de Hooke Modulo de elasticidad del acero 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. ε = δ = F L AE Donde ε = alargamiento unitario de un material F = fuerza δ = alargamiento longitudinal L = longitud original E = módulo de elasticidad A = sección transversal de la pieza estirada Modulo de elasticidad (E) medio 2.100.000 y 1.900.000 kgf/cm 2
  • 25. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Fase elástica / Ley de Hooke Fase plástica 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación.
  • 26. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Fase elástica / Ley de Hooke Fase plástica Ruptura 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación.
  • 27. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. Capacidad de volver a la forma original después de sucesivos ciclos de carga y descarga
  • 28. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. Deformación permanente provocada por una tensión igual o superior al límite de fluencia
  • 29. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad •Coeficiente de dilatación. Capacidad de deformarse plásticamente sin romperse Ventajas: •Redistribución altas tensiones locales •Alerta sobre altas solicitaciones afractura dúctil bfractura moderadamente dúctil cfractura frágil sin deformación plástica
  • 30. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Otras propiedades Coeficiente de dilatación térmica acero, 0,012 mm. / m °C Resistencia a la corrosión Soldabilidad Museo de Ciencia Naturales, Matsunoyama (2003) Tezuka Architects
  • 31. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Resistencia a distintos tipos de esfuerzos •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. Material / Puesta en obra / Ejecución / Ciclo de vida
  • 32. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje.
  • 33. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Cubierta del British Museum, Londres (2000) Norman Foster Torre John-Hancock, Chicago (1970) SOM
  • 34. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. Homogeneidad / Comportamientos conocidos + previsibles
  • 35. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. Perfil laminado
  • 36. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. Perfil laminado Perfil conformado
  • 37. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. Perfil laminado Perfil conformado Perfil soldado
  • 38. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. Perfil H Perfil I Perfil Canal Perfil ángulo Tubular Perfil conformado
  • 39. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Aeropuerto de Barajas, Madrid (2005) Richard Rogers Cubierta del Estadio Olímpico de Munich (1972) Frei Otto
  • 40. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Cámara de Comercio de Berlín (1998) Nicholas Grimshaw
  • 41. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Centro George Pompidou (1977) Renzo Piano y Richard Rogers
  • 42. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de •Rehabilitación •Desmontaje y reciclaje. Modificación de estructuras Refuerzo / aumento de distancia entre apoyos / añadir pisos Adaptación a nuevos usos Alargamiento de la vida útil
  • 43. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de •Rehabilitación •Desmontaje y reciclaje. Modificación de estructuras Adaptación a nuevos usos Alargamiento de la vida útil
  • 44. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de •Rehabilitación •Desmontaje y reciclaje. Castillo en Trevi (1998) Cautili, & Morganti Modificación de estructuras Adaptación a nuevos usos Alargamiento de la vida útil
  • 45. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. Centro Renault, Swindon (1984) Norman Foster 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Prefabricación total
  • 46. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Montaje y prefabricación Construcción en lugares apartados Estación británica Halley VI, Antártica (2008)
  • 47. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Montaje y prefabricación Construcción en lugares apartados
  • 48. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Montaje y prefabricación Construcción en lugares apartados
  • 49. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Precisión en el montaje Aeropuerto de Stuttgart (1990) Von Gerkan, Marg und Partner Estación de Waterloo, Londres (1993) Nicholas Grimshaw
  • 50. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Precisión en el montaje Aeropuerto de Stuttgart (1990) Von Gerkan, Marg und Partner
  • 51. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia •Modificaciones. •Desmontaje y reciclaje. Precisión en el montaje Estación de Waterloo, Londres (1993) Nicholas Grimshaw
  • 52. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Desmontaje y re-uso 740 Rue Bel-Air, Montreal , ABCP and Busby & Associates
  • 53. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas. •Transferencia de fuerzas. •Sistema de fuerzas. •Cargas. •Sistema resistente. •Análisis estructural / Diseño estructural. •Concebir una estructura. •Consideraciones económicas. 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado. (2) •Estructura y envolvente. 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad. •Esfuerzos de tracción. (3) •Elasticidad. •Plasticidad. •Ductilidad. •Coeficiente de dilatación. 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Ventajas. •Deformación y ruptura. •Relación Masa/Resistencia. •Origen industrial. •Variedad de secciones. •Grandes luces. •Prefabricación total. •Separación estructura y envolvente. •Sistema de entramado. •Tolerancia. •Modificaciones. •Reciclaje
  • 54. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria 1.a.Introducción para el diseño de estructuras •Juego de fuerzas y formas •Transferencia de fuerzas •Sistema de fuerzas •Cargas •Sistema resistente •Análisis estructural / Diseño estructural •Concebir una estructura •Consideraciones económicas 1.b.Caracterización de las estructuras de acero •Estructuras de entramado •Estructura y envolvente 1.c.Propiedades del acero •Propiedades mecánicas •Seguridad •Esfuerzos de tracción •Elasticidad •Plasticidad •Ductilidad •Otras propiedades 1.d.Ventajas de la construcción en acero •Resistencia a distintos tipos de esfuerzos •Deformación y ruptura •Relación Masa/Resistencia •Origen industrial •Variedad de secciones •Grandes luces •Separación estructura y envolvente •Sistema de entramado •Rehabilitaciones •Prefabricación total •Montaje y prefabricación •Tolerancia •Desmontaje y re-uso •Reciclaje
  • 55. Capítulo 01: Diseño de una estructura primaria Bibliografía •Luis Andrade de Mattos Dias (2006) Estructuras de acero. Conceptos, técnicas y lenguaje, Zigurate Editora. •Yopanan C. P. Rebello (2000) A concepção estructural e a arquitectura, Zigurate Editora. •Hart, Henn y Sontag (1976) El Atlas de la construcción metálica. Casas de pisos, Editorial Gustavo Gili •Alan Blanc, Michael McEvoy y Roger Plank (1992) Architecture and Construction in Steel, E & FN Spon. •Schulitz, Sobek, Habermann (1999) Atlante del´Acciaio, UTET •Reichel, Ackermann, Hentschel, Hochberg (2007) Building with steel. Details. Priciples. Examples, Edition Detail.

Notas del editor

  1. Juego de fuerzas y formas Una estructura es un conjunto de elementos que se interrelacionan para desempeñar una función. En el caso de la arquitectura esta función es de resistencia frente a las solicitaciones pasivas, peso propio y sobrecargas, y activas, viento, sismo, vehículos, y de conducción de estos esfuerzos hasta el suelo. Las estaciones de trenes suburbanos de Hannover, en la fotografía de la izquierda y la axonométrica de la derecha, son un claro ejemplo de una pequeña estructura que es posible de descomponer en partes, las cuales muestran de manera sencilla los esfuerzos a los que es solicitada la estructura.
  2. Una estructura describe la transferencia de fuerzas desde su punto de aplicación hasta los soportes, quedando recogida con diferentes grados de sinceridad y justeza en su forma construida. Los grados de esta sinceridad lo podemos ver con el contraste de dos estructura. El Domo Millenium de Richard Rogers, a la derecha, en que la estructura se hace parte de la expresión y el Experience Music Project de Frank Gehry, a la izquierda, donde la estructura queda oculta y las formas no dan cuenta del recorrido de las fuerzas. Por su parte, la justeza de una estructura entra en directa relación con su visibilidad y las evidencias que nos entrega de como conduce las cargas y como se optimiza el uso del material.
  3. El sistema de fuerzas de una estructura está definido por las magnitudes, distribución, dirección y puntos de aplicación de las cargas más la posición de los soportes. En la Villa dall ’ Alva de Rem Koolhaas podemos ver un proyecto en el cual su forma es expresión o da cuenta de un sistema de fuerzas. En la siguiente diapositiva podemos ver el sistema de fuerzas de dicha obra.
  4. El sistema de fuerzas propuesto por Koolhaas para la vivienda es el de una caja elevada y descentrada respecto de su apoyo central, logrando su estabilidad mediante una viga doble T de acero, de la cual cuelga la caja elevada de hormigón armado, y que cuenta en uno de sus extremos con un tensor fijado a un cubo de hormigón que actúa como peso muerto, equilibrando el sistema. En los gráficos de la derecha se puede ver el sistema de fuerzas bajo diferentes condiciones. La caja elevada, el apoyo descentrado, la viga superior y el tensor hacia el suelo son los componentes de este sistema. En las siguientes diapositivas se describe cada uno de estos gráficos.
  5. En el gráfico ampliado se muestra el sistema de fuerzas en su estado permanente, indicándose las cargas en los extremos de la viga y la carga necesaria en el lado izquierdo para equilibrar (400 kN) la viga dado su apoyo central excéntrico.
  6. En el gráfico ampliado se muestra el sistema de fuerzas en su estado de solicitación máxima, indicándose las cargas en los extremos de la viga, la sobrecarga en el extremo izquierdo y la carga necesaria en el lado izquierdo, amplificado respecto del sistema de cargas inicial, para equilibrar (1100 kN) la viga dado su apoyo central excéntrico.
  7. En el gráfico ampliado se muestra el sistema de fuerzas en su estado de solicitación mínima, indicándose las cargas en los extremos de la viga, la sobrecarga en el extremo derecho y la carga necesaria en el lado izquierdo, reducida respecto del sistema de cargas inicial, para equilibrar (-75 kN) la viga dado su apoyo central excéntrico.
  8. Por último, en el gráfico ampliado se muestra el sistema de fuerzas en su estado de solicitación relacionado con la variación de temperaturas y las dilataciones y contracciones de la barra vertical que equilibra la viga dado su apoyo central excéntrico.
  9. Las cargas a que es sometida una estructura se diferencian entre cargas permanentes y cargas accidentales y ellas dependen del uso del edificio, de las condiciones climáticas y sísmicas del lugar donde es emplazado. Como ejemplo de las cargas accidentales tenemos el museo de Ciencia Naturales en Matsunoyama de Tezuka Architects, una estructura de acero revestido en acero patinable, es decir, resistente a la corrosión, emplazado en una zona donde en invierno se acumulan mas de 5 metros de nieve, sometiendo a la estructura a una carga de 1,5 Ton/m2.
  10. El sistema resistente está definido por la forma, las dimensiones, los soportes y las cargas, siendo estos los factores básicos para el análisis estructural.
  11. Para una mayor claridad conceptual se tiene que definir analizar y diseñar. Analizar es distinguir y separar las partes de un todo hasta llegar a conocer sus principios o elementos. Diseñar es proyectar y tiene relación con un acto creativo. La metodología propuesta en este curso considera que el análisis de casos es un proceso previo, necesario para informar el diseño de un proyecto.
  12. La concepción de una estructura no es algo aleatorio o independiente, sino que deriva de una serie de factores y de su consciente y racional variación. Para ello es fundamental que la concepción arquitectónica desde su misma génesis tenga un compromiso con la estructura. Es decir, el diseño de la estructura de carga de una construcción y su resolución constructiva deriva del concepto arquitectónico. La Mediateca de Sendai, de Toyo Ito, posee una claridad conceptual que se puede ver desde sus primeras intenciones describiendo el edificio como “algas marinas danzando en el agua”. En el bocetos se puede ver que dentro de un rectángulo hay una serie de figuras verticales de ancho variable que cubren toda la altura del rectángulo. Esas figuras verticales sombreadas se transformaran después en una antítesis de la columna tradicional, definiendo unos vacíos que se extienden por todo el edificio.
  13. El edificio de la Mediateca se puede reducir a 3 elementos esenciales: placas, tubos y envolvente. La estructura de acero comprende delgadas placas flotantes perforadas verticalmente por tubos entramados de acero ondulantes. La envolvente está constituida por una fachada vidriada sostenida por una leve grilla estructural de cables. En la planta de la estructura, el gráfico del extremo izquierdo, se puede observar como el azar expresado en la elevación tiene un orden constituido por tres franjas en las cuales se disponen las columnas.
  14. Las consideraciones económicas reducen las infinitas opciones de diseño Uno de los factores que influyen en la elección de un material y sus opciones de diseño para una obra es el económico. Esta selección no se reduce únicamente al costo directo del material, sino que también se extiende a consideraciones como velocidad y facilidad de montaje y desmontaje, costo de mano de obra, precisión y limpieza en la ejecución o posibilidades de reciclaje y reutilización de los componentes. Otros factores son la durabilidad y la secuencia de erección que pueden ser incorporados al proceso proyectual. Un ejemplo de cómo pueden intervenir estas consideraciones económicas en la elección de la materialidad de una obra es el Palacio de Cristal, obra de Joseph Paxton de mediados del siglo XIX. El proyecto inicial, ganador de un concurso, tenía como principal materialidad el ladrillo y según los datos de la época, se tendría que haber paralizado la construcción en ladrillo en Inglaterra durante un año para dotar a la obra del material necesario. Teniendo esta consideración la propuesta de Paxton, en hierro, cumplía con las exigencias de una obra de rápida ejecución y la necesidad de ser desmontada una vez finalizada la exposición.
  15. El edificio del Crystal Palace, emplazado en el Hyde Park, era un edificio de grandes dimensiones para la época; 563 metros de largo por 124 metros de ancho, construido en un plazo reducido de 27 semanas. El edificio, poseía una rigurosa modulación en planta y elevación, con piezas prefabricadas, unidas rígidamente. El pabellón fue desmontado y rearmado en otro sitio.
  16. Una de las características más importantes del acero es que tiende a ser utilizado en estructuras de entramado, en contraste al hormigón armado y el ladrillo que por lo general tiende a ser estructuras de masa como se ve en las imágenes de la derecha. Esto radica, por lo general, en que las estructuras de acero son más livianas que las mismas estructuras en otros materiales.
  17. Los entramados se caracterizan por el uso de elementos lineales que concentran los esfuerzos en barras y nudos. Permiten grande libertades formales y geométricas, a la par de que abre la posibilidad de la estandarización y la optimización de los largos y las secciones de los elementos, junto a los nudos. El Centro George Pompidou, en la fotografía de la derecha, de Richard Rogers y Renzo Piano, se caracteriza por una grilla tridimensional compuesta por piezas industrializadas repetitivas, donde los elementos delatan la solicitación a la que son sometidos por la forma y tamaño de su sección. En el nuevo edificio de la BMW, en la fotografía de la izquierda, de Coop Himmelb(l)au, se puede apreciar el potencial de los sistemas de entramado y los nuevos sistemas de producción en la generación de formas complejas.
  18. Es recomendable que en las construcciones en acero se realice la separación entre estructura y envolvente tanto por razones técnicas, constructivas como arquitectónicas, siendo esta una de las principales características que abre las estructuras de acero. Esta diferenciación expone los elementos estructurales y exige al proyectista dar la real importancia a la legibilidad de la lógica estructural. En el Hong Kong and Shangai Bank, la estructura portante, la estructura del cerramiento y el cerramiento mismo, son todos elementos diferenciados que dan cuenta de su función estructural.
  19. En la figura de la derecha, se da cuenta de la estructura primaria formada por unos pilares Vierendeel espaciales, de los cuales cuelgan los entramados de las losas en su zona media reduciendo su luz libre. En la imagen de la izquierda se puede ver en el primer plano el pilar compuesto de la estructura primaria, en un segundo plano los tirantes de los cuales cuelgan las losas y en un tercer plano el cerramiento vidriado. Marcando la profundidad entre estas estructuras se emplaza la celosía horizontal
  20. Las propiedades mecánicas son las características más importantes de los aceros. Estas propiedades corresponden al comportamiento del acero cuando es expuesto a esfuerzos mecánicos. Con esto se determina su capacidad para resistir, deformarse y transmitir esfuerzos mecánicos, datos importantes para el cálculo de estructuras con dicho material.
  21. El acero posee un alto grado de seguridad frente al colapso, dado que la falla de los elementos resistentes no es instantánea como en otros materiales más quebradizos. Además se trata de un material más confiable, por que su producción es industrial en comparación con otros materiales preparados en obra, con mayores dificultades respecto al control de calidad.
  22. El acero cuando es sometido a esfuerzos de tracción continuos y que se van incrementando pasa por tres fases las cuales están representadas en el gráfico de la izquierda. La primera, la fase elástica, marcada en el gráfico con el área azul, se inscribe en la ley de Hooke la cual establece que la deformación es proporcional al esfuerzo o, como se ve en la formula, que el alargamiento unitario ε de un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F. La constante de proporcionalidad se llama módulo de elasticidad y se obtiene con el coeficiente entre tensión y deformación. La deformación elástica es reversible, es decir, el elemento solicitado vuelve a su estado original.
  23. Cuando se sobrepasa el límite de deformación proporcional, entramos en la fase plástica, en la cual se producen deformaciones crecientes sin aumento proporcional de los esfuerzos. La deformación plástica es una deformación permanente. Esta segunda fase se puede ver en el gráfico en el área azul. En un primer tramo de la fase plástica se produce un valor constante de la tensión llamado límite de fluencia del acero, donde a diferencia de la primera fase, no es lineal. El limite de fluencia es un valor variable dependiendo del tipo de acero. El límite de fluencia es la constante física más importante en el cálculo de las estructuras de acero.
  24. La tercera y última fase es la de ruptura. El límite de resistencia de un material es la carga máxima que soporta un elemento previo a su ruptura. Este limite es mostrado en el grafico con el punto Z.
  25. De la descripción anterior surgieron dos conceptos: el de elasticidad y el de plasticidad a los cuales agregamos ahora el de ductilidad. La elasticidad de un material es su capacidad de volver a la forma original después de sucesivos ciclos de carga y descarga.
  26. La deformación plástica es una deformación permanente provocada por una tensión igual o superior al límite de fluencia
  27. La ductilidad de un material es su capacidad de deformarse plásticamente sin romperse. Si la ductilidad de un acero se mide por la reducción de área que sufre su sección transversal ante altas tensiones, un acero será más dúctil mientras mayor sea dicha reducción de sección antes de la ruptura. En la figura superior vemos que el material de la izquierda sufre una gran reducción de su sección transversal antes de romperse o sea es un material dúctil , a diferencia del de la derecha que sufre rotura con mantenimiento de su sección transversal por rotura frágil. Dos ventajas son importantes respecto de la ductilidad en el acero: En una estructura de acero la ductilidad permite la redistribución de altas tensiones locales, Y un elemento de acero dúctil al permitir grandes deformaciones antes de la ruptura alerta sobre la presencia de altas solicitaciones.
  28. Otras propiedades a tener en cuenta son: El coeficiente de dilatación del acero, que es un factor importante a considerar en el diseño de estructuras de acero sometidas a amplias variaciones de temperatura. Por ejemplo el Museo de Ciencia Naturales en Matsunoyama situado en un clima con una gran amplitud térmica: 45° C en verano y temperaturas bajo cero en invierno. El edificio fue proyectado y construido con posibilidad de expandirse horizontalmente 20 cm mediante unas conexiones flexibles. La resistencia a la corrosión en aceros patinables que poseen una aleación, por lo general con cobre, que les permite resistir las agresiones del medio atmosférico debido a la formación de una pátina protectora en contacto con el medio ambiente. El mismo museo Matsunoyama esta recubierto con un acero patinable, de lo cual da cuenta su envolvente de color café. Por último, la soldabilidad del acero (fotografía de la izquierda) que permite la unión de dos o más componentes de un elemento estructural conservando la continuidad del material y sus propiedades mecánicas y químicas.
  29. La ventajas del acero abarcan tanto el material como su puesta en obra, su ejecución y su ciclo de vida. Una primera ventaja del acero es su alta resistencia a los distintos tipos de esfuerzos.
  30. La capacidad de sufrir grandes deformaciones antes de sufrir la ruptura (ductilidad). En la fotografía se puede ver la capacidad plástica en el ensayo de una pieza de acero plano sometida a tracción .
  31. Una excelente relación masa versus resistencia, redundando en un bajo peso propio de la construcción. Por ejemplo, en edificios de gran altura como la torre John Hancock, en la imagen de la izquierda, el acero posee gran capacidad sustentante con pequeño peso de la estructura portante, lo que implica una reducción en las fundaciones. Se puede comparar esta torre, con su particular sistema de tubo reticulado, donde se utilizó en promedio 44,2 kg de acero por metro cuadrado frente al tradicional sistema de marcos en el que se utilizan en promedio entre 67 y 74 kg de acero por metro cuadrado. Algo similar ocurre en las cubiertas de grandes luces, como la Cubierta del British Museum, en la imagen de la derecha, en la que mediante una forma abovedada se aligeran la dimensión de las barras que lo componen.
  32. Un producto de origen industrial que ofrece garantías de una gestión y control de calidad, que dan por resultado un producto homogéneo, de comportamientos conocidos y previsibles.
  33. La posibilidad de elegir variedad de secciones que se acomoden a las solicitaciones exigidas. Los perfiles de acero se pueden obtener por laminado , conformado o soldado El proceso de laminado consiste en calentar previamente los semiterminados de acero a una temperatura que permita su deformación, por un proceso de estiramiento y desbaste, que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación. Estos cilindros van conformando el perfil deseado, hasta conseguir las medidas adecuadas. A la izquierda, se muestra la fabricación del semiterminado en la colada continua, que tiene forma de tobogán, a partir del acero líquido del recipiente superior. A continuación, en un plano horizontal, pasa por una cadena de cilindros. A la derecha se muestran los sucesivos pasos que van conformando un perfil canal (U). Estos perfiles laminados, son competitivos en la construcción mediana y pesada en acero.
  34. El perfil conformado se obtiene a partir del procesamiento en frío de productos planos tales como chapas o flejes. En la figura, para mejor ilustración, se indica el proceso de conformación por doblado de una chapa. Este proceso es de tipo discontinuo, útil para la fabricación de perfiles complejos y para necesidades especiales. Los perfiles más solicitados (Z) y/o de geometrías más sencillas (C) se fabrican en una máquina continua de conformación (su nombre es línea Yoder) a partir de un fleje. Estos perfiles por tener espesor fino son utilizados en general en la construcción liviana.
  35. Los perfiles soldados son elemento ensamblados, compuestos por chapa u otros perfiles y por la soldadura de los mismos. La ventaja que tiene este tipo de perfil es que se adecúa perfectamente a los requerimientos específicos de diseño, de acuerdo al análisis estructural que se realice. En general, se utilizan para construcciones pesadas o muy pesadas. La decisión sobre la utilización de estos perfiles soldados, respecto de los no soldados, dependen de la disponibilidad en los inventarios de intermediarios, la existencia o no de producción local de perfiles laminados y del costo de la mano de obra de la fabricación de los perfiles soldados. Por ejemplo, en EEUU se usan mayoritariamente los perfiles laminados dada la existencia de productores locales y el alto costo de la mano de obra. En América Latina, respecto de EEUU, existe una mayor ventaja comparativa para los perfiles soldados, por el menor costo en su fabricación, relacionado este con el menor costo de la mano de obra.
  36. Vemos de izquierda a derecha el perfil H, el perfil I, el perfil canal, todos ellos perfiles laminados. El perfil ángulo, de la cuarta imagen, es un perfil conformado. El perfil tubular, en la quinta imagen, es un perfil conformado y luego soldado. Por último, el perfil de la derecha, es del tipo conformado con un recubrimiento de galvanizado. Algunos perfiles laminados pueden ser reemplazados por perfiles fabricados con chapa soldada, aunque esto se hace principalmente para perfiles no estandarizados
  37. Otra de las ventajas de la construcción en acero, es la posibilidad de alcanzar grandes luces con delicadas estructuras, en las cuales la geometría de la sección se adapta a la distribución de los esfuerzos. Esto también permite gran flexibilidad en el uso de las superficies. Por ejemplo en la cubierta del estadio de Munich de Frei Otto o en el aeropuerto de Madrid de Richard Rogers.
  38. La separación entre estructura portante y envolvente ofrece la oportunidad de grandes aberturas y diferenciación en los tratamientos. El edificio de la Cámara de Comercio de Berlín, de Nicholas Grimshaw, llamado extraoficialmente “el Armadillo” es expresión de esta diferenciación. De unos gigantescos arcos cuelgan las losas. Los cerramientos en algunos casos se adosan a la estructura protagónica y en otros se distancian.
  39. La construcción con sistemas de entramados que facilita y flexibiliza los sistemas de instalaciones. Un caso extremo en esta flexibilización de las instalaciones es el Centro George Pompidou de Rogers y Piano donde todas las instalaciones van por fuera del cerramiento, expuestas.
  40. Rehabilitación, recuperación y modificación La posibilidad de modificar las estructuras y los cerramientos para recuperarlas o adaptarlas a nuevos usos, permitiendo un alargamiento de la vida útil del edificio. La modificación de la estructura portante puede tener relación con un refuerzo para admitir cargas mayores, un aumento de la distancia entre apoyos, el añadir pisos a un edificio existente o el suprimir una parte del edificio.
  41. En la fotografía de la izquierda se puede ver el refuerzo de la columna de hormigón armado mediante ángulos de acero en las esquinas y perfiles tubulares rectangulares de conexión horizontal que actúan como un zuncho. Con este refuerzo se mejora la respuesta a las solicitaciones de compresión y pandeo de la columna, junto con la posibilidad de sobrecargar la losa si lo admite.
  42. La elevación central y la fotografía de la derecha corresponden a la rehabilitación y conversión del programa de un castillo del siglo XI, en el pueblo de Trevi, en un centro de informaciones turísticas, un museo arqueológico y una sala de conferencias. Los pisos y cubiertas del castillo colapsaron hace mucho tiempo. El proyecto implica la incorporación de un sistema de circulación vertical y horizontal que reorganizan el edificio. El uso del acero en los elementos sometidos a cargas establece un claro contraste entre los nuevos elementos y aquellos preexistentes. La liviandad y transparencia de la nueva estructura permiten una clara valoración de los antiguos muros del castillo. En la figura de la izquierda se puede apreciar el detalle de los apoyo de las vigas doble T de acero y como quedan embebidas en el nuevo muro de hormigón armado revestido en piedra.
  43. Una unión seca y tiempos cortos de construcción, junto con la posibilidad de una prefabricación total, desde los elementos estructurales a los revestimientos y las terminaciones. La prefabricación hace innecesario disponer de grandes superficies a pie de obra. El centro Renault de Norman Foster es un ejemplo en cuanto estructuras diáfanas, compuesta por elementos repetitivos y con la posibilidad de extenderse. El sistema estructural se descompone en columnas inscritas en una grilla de 24 metros por cada lado y vigas I alveoladas arqueadas, formando en su conjunto un sistema de portales. Ambos elementos, columnas y vigas, poseen uniones articuladas las cuales son rigidizadas por un sistema de tirantes que reducen las posibilidades de pandeo de la columna y también reducen las luces de las vigas y por ende sus secciones. De este modo, el sistema estructural, permite entregar un edificio económico y flexible para un ajustado programa de uso.
  44. El montaje de una estructura de acero no depende de las condiciones atmosféricas, permitiendo la construcción en lugares apartados. En contraste, para el hormigón armado hay limitaciones de fraguado a bajas temperaturas. Como ejemplo tenemos la estación británica Halley VI (2008) en la Antártica, donde las difíciles condiciones climáticas permiten trabajar solo en él verano, disponiéndose de un corto período de construcción La estructura primaria, un entramado de acero, y el cerramiento exterior fueron fabricados en ciudad del Cabo, Sudáfrica, y después transportados y montados en la Antártica. Los recintos interiores y las instalaciones fueron también prefabricadas en su totalidad.
  45. En la siguiente serie de imágenes podemos ver el proceso de construcción de un modulo de la estación Halley VI. En la imagen de la izquierda se puede ver la estructura primaria del modulo, un entramado de acero, construido y montado en ciudad del Cabo, Sudáfrica. La estructura, por partes, fue transportada en barco y montada en la Antártica. En la imagen de la derecha, el entramado de la base se dispuso sobre apoyos hidráulicos con esquíes para ser desplazado.
  46. En la imagen de la izquierda se ven las habitaciones, que son módulos prefabricados montados sobre la estructura base. En la imagen del centro, la estructura de acero completa junto con los paneles de cerramiento exterior. Y finalmente a la derecha la estación terminada.
  47. Respecto de la ejecución, el acero permite pequeñas tolerancias, haciendo que los elementos se adapten con precisión al montaje. Aunque es un caso excepcional, en muchas regiones de América Latina, con los nuevos software de diseño usados en las fabricas más grandes de la región y en forma masiva en los países desarrollados, vinculado a las maquinas de control numérico, se puede lograr la fabricación de piezas de manera automática, integrando dentro de software relacionados desde el diseño arquitectónico hasta el montaje.
  48. Un primer ejemplo de precisión es el caso de la estructuras ramificadas del aeropuerto de Stuttgart de von Gerkan, Marg und Partner, y su compleja geometría la cual es ejecutada con precisión mediante nudos moldeados y perfiles tubulares. Los soportes con forma de árbol poseen la ventaja de transferir los esfuerzos en forma normal, es decir a través del eje del elemento, permitiendo cubrir grandes luces sin apoyos intermedios. En el caso del aeropuerto, entre apoyo y apoyo hay 21,60 metros en un sentido y 32,40 metros en el otro.
  49. La misma precisión se puede ver en la estación de Waterloo en Londres, donde Nicholas Grimshaw trabaja con una combinación entre perfiles tubulares y piezas fundidas. Cada uno de los marcos que compone la cubierta de esta estación es diferente dada su forma en planta (el proyecto será estudiado en otra sección) exigiendo una ejecución precisa. En la imagen de la izquierda se puede ver un detalle de la estructura y la fijación del cerramiento vidriado. En la imagen de la derecha una vista de la estación donde se puede apreciar su curvatura en planta.
  50. Desmontaje y re-uso Una interesante ventaja de las estructuras de acero es su posibilidad de ser desmontadas y vueltas a montar en otro lugar. Todo edificio de acero no es monolítico como uno de hormigón sino que se constituye por partes que se unen mediante sistemas de conexiones tales como remaches, pernos o soldadura las cuales permiten ser desmontadas. Junto con esto también edificios de marcos de acero son apropiados para ser reutilizados dada su flexibilidad. La adaptabilidad de las estructuras de acero, sus cerramientos y particiones interiores permiten al diseñador una flexibilidad frente a los usos y la iluminación natural. El ejemplo de las fotografías consiste en el desmontaje de un edificio industrial de 1851 y la reutilización de partes de sus elementos como las vigas reticuladas para la construcción de un nuevo edificio en el mismo sitio. La creciente conciencia del valor que poseen los edificios antiguos junto con el reúso flexible de la totalidad o de partes que lo componen tiene que ser considerada como una estrategia de sostenibilidad que le agrega valor al acero a diferencia de otros materiales.
  51. Reciclaje El acero cuenta con importantes atributos medioambientales, siendo el material mas reciclado a nivel mundial. El ahorro del reciclaje de acero toca varias factores como la conservación de la energía y sus fuentes, reducción de los deshechos sólidos, líquidos y gaseosos. El reciclaje también colabora con extender y reducir el impacto energético de la primera extracción y producción del material a partir del uso por muchas generaciones de nuevo acero. Un gran porcentaje del acero que se produce en la actualidad proviene de la chatarra.