Sistema estructural

UNIDAD I
SISTEMA ESTRUCTURAL
SISTEMA ESTRUCTURAL
Estática. Ing. Glorimer Miquilena
 Es la parte de la mecánica que estudia los
t
cuerpos que se encuentran en reposo.
Equilibrio
Equilibrio:
:
q
q
“
“Un
Un sistema
sistema de
de fuerza
fuerza está
está en
en equilibrio
equilibrio si
si al
al aplicarse
aplicarse sobre
sobre un
un
sistema
sistema material
material en
en reposo,
reposo, el
el sistema
sistema material
material permanece
permanece en
en reposo”
reposo”.
.

Principio de la
Resultante
Fuerza Resultante
•Ley del Paralelogramo.
d l l
•Ley del Triangulo
•Suma de Vectores
Principio de
Transmisibilidad
Transmisibilidad
L f l d l l d lí d ió
Las fuerzas se trasladan a lo largo de su línea de acción
sin alterar los efectos externos de un cuerpo rígido.

Principio de Acción y Reacción
“Las fuerzas de acción y reacción entre cuerpos
t t ti l i it d l i
en contacto tienen la misma magnitud, la misma
línea de acción, pero sentidos opuestos”.
Proceso creativo
Principios
á
• Estática
• Dinámica
• Mecánica de sólidos
• Mecánica de sólidos.
• Análisis estructural.
Producto
Producto es
es una
una estructura
estructura segura
segura y
y
económica
económica que
que cumple
cumple su
su propósito
propósito.
.
q
q p
p p p
p p

 “Entidad física de carácter unitario, concebida
como una organización de cuerpos
dispuestos en el espacio de modo que el
concepto del todo domina la relación entre
concepto del todo domina la relación entre
las partes”.
 Sus objetivos son: resistir cargas resultantes
 Sus objetivos son: resistir cargas resultantes
de su uso y de su peso propio y darle forma a
un cuerpo, obra civil o maquina.
Ing. Glorimer Miquilena
1.
1. Unidimensionales
Unidimensionales:
:
 Elementos que resisten tracción
(cables, elementos esbeltos)
 Elementos que resisten
compresión (arcos, puntales,
suelo aisladores no apernados)
suelo, aisladores no apernados)
y compresión (bielas)
 Elementos que resisten flexión
q
y corte (vigas)
 Elementos que resisten
esfuerzo axial, flexión y corte
(viga-columnas)
(viga columnas)

2
2.
. Bidimensionales
Bidimensionales
 Elementos que resisten acciones
en el plano (muros)
perpendiculares al plano (losas)
El i i
 Elementos que resisten presiones
(cáscaras, membranas).
3. Tridimensionales:
 Cuerpos sólidos (represa curva)
 Estructuras Reticulares:
Se componen por barras rectas o curvas
unidos en sus extremos por pasadores o
soldadura
soldadura.
 Estructura Laminar o Cascaron: Se
construye de losas continuas curvas o
planas con apoyos por lo general en forma
planas con apoyos por lo general en forma
continua en sus bordes.
 Estructura Aporticada: son aquel sistema
que presenta gran reciedumbre o dureza
que presenta gran reciedumbre o dureza
en todo sus elementos y los mismos se
encuentran adosados a través de juntas
rígidas. Estas estructuras pueden ser de
concreto con acero de refuerzo o metálicas.
 Estructura Apantallada: Son aquellas
estructuras formadas por muros.

 El sistema estructural esta conformado por el
j d l i
conjunto de elementos que permiten asegurar su
función resistente, soportando y transmitiendo al
terreno todo tipo de cargas actuantes.
p g
 Es un ensamblaje de miembros o elementos
i d di t f ú i
independientes para conformar un cuerpo único y
cuyo objetivo es darle solución (cargas y forma) a
un problema civil determinado.
 Equilibrio: Estable, Inestable e Indiferente.
 Estabilidad: Cualquiera que sea el sistema de fuerzas
q q
actuantes y ante cualquier solicitud de cargas, se debe
impedir todo desplazamiento posible de la estructura
asegurando así su estabilidad.

 Resistencia: Los elementos
estructurales deben trabajar bajo un
j j
coeficiente de seguridad tal, que no
exista la posibilidad de alcanzar
condiciones de rotura en los
materiales que lo constituyen,
d l id ú il d l difi ió
durante la vida útil de la edificación.
 Funcionalidad: Una estructura no se
 Funcionalidad: Una estructura no se
construye solamente para que
permanezca a lo largo del mayor
período de tiempo, de forma
equilibrada, estable y resistente, sino
q , y ,
que debe cumplir una función
específica, de acuerdo al destino de
uso de lo edificado.
 Costo razonable: Evaluar, analizar
y comparar el factor economía de
y p
varios aspectos estructurales
(materiales, equipos, mano de
obra, mantenimiento, etc.) con la
selección de una solución o un
i t t t l d t i d
sistema estructural determinado.
 Estética: La estructura de una
edificación puede tener una
influencia básica en la expresión
de su arquitectura, tomando en
de su arquitectura, tomando en
cuenta los materiales, el volumen y
la magnitud de la construcción en
general.
Ing. Glorimer Miquilena

Existen diversas clasificaciones de los
sistemas estructurales que utilizan las
variables como materiales, geometría y
distribución de las fuerzas.
1. Sistemas de Forma Activa:
Estructuras que trabajan a tracción
o Compresión.
2. Sistema de Vector Activo:
Estructuras en estados simultáneos
de esfuerzos de tracción y
y
compresión.
3. Sistema de Masa Activa: Estructuras
que trabajan a flexión y corte
que trabajan a flexión y corte.
4. Sistema de Superficies Activa:
Estructuras en estado de tensión
superficial
superficial.
 Cerchas.
 Armaduras.
 Marcos o Pórticos Planos y Espaciales

 Sistema Combinados y Duales
 Sistema de Piso.
Si d M
 Sistema de Muros.
 Sistema Continuos.
Significa la formulación de un
modelo de la estructura real,
,
susceptible de un tratamiento
matemático relativamente sencillo.
Se basa en idealizaciones y
simplificaciones adoptadas para
d i l l jid d d l bl
reducir la complejidad del problema,
tales como:
 Descripción geométrica de la
estructura real.
 Comportamiento del material y
tipo.
 Conexiones de los elementos o
miembros individuales de una
estructura.
 Soportes del sistema o los
elementos fronteras.
 Cargas
 Cargas

Son aquellas acciones capaces de producir estados tensionales en una
estructura.
Clasificación
Según el tiempo de aplicación las cargas se clasifican en:
 Permanentes o Muertas: son las que duran toda la vida útil de la
estructura. Comprenden al peso propio de la estructura y el de
d ll d l ió í id
todas aquellas partes de la construcción rígidas y permanentemente
ligadas a ellas. Ejemplo: Peso propio de los elementos, losas,
revestimientos, etc.
 Variables o Vivas: Las cargas vivas son cargas no permanentes
 Variables o Vivas: Las cargas vivas son cargas no permanentes
producidas por materiales o articulo, e inclusive gente en
permanente movimiento. Cabinas, particiones y personas que
entran y salen de una edificación pueden ser consideradas como
carga vivas. Las cargas vivas son producidas por el uso y ocupación
de la edificación y no deben incluir cargas ambientales tales como
viento, sismo, ni la carga muerta.
, , g
 Accidentales: son aquellas que cuya magnitud y/o posición pueden
variar a lo largo de la vida útil de la estructura (actúan en forma
transitoria, existiendo en determinados momentos solamente).
Ejemplo: viento, personas, nieve, muebles, terremotos, etc.
Según su estado inercial (que se refiere al estado de reposo o movimiento en que se encuentra la
larga en el momento de actuar) éstas se clasifican en:
 Estáticas: son las que no cambian nunca su estado de reposo o lo hacen lentamente en el
tiempo. En todos los casos son las que durante el tiempo que actúan están en estado de
reposo, y por extensión también aquellas que tienen estado inercial despreciable, es decir que
si bien varían en el tiempo lo hacen en forma muy lenta. Ejemplos: peso propio de los
elementos, instalaciones, tc.; público en salas de espectáculos; personas en oficinas y
viviendas
viviendas.
 Dinámicas: son las que varían rápidamente en el tiempo. En todos los casos son las que
durante el tiempo que actúan están en estado de movimiento (inercial) considerable. Según
como sea la dirección del movimiento podemos clasificarlas en:
MOVILES: son aquellas en las cuales la dirección del movimiento es perpendicular a la dirección en
que se produce la carga. Ejemplos: desplazamiento de un vehículo; desplazamiento de una
grúa móvil sobre sus rieles; desplazamiento de un tren sobre sus rieles.
DE IMPACTO: son aquellas en las cuales la dirección del movimiento es coincidente con la
dirección en que se produce la carga. Se caracterizan por un tiempo de aplicación muy breve
(i á ) Ej l h d hí l i i í i bli l d b
(instantánea). Ejemplos: choque de un vehículo; movimiento sísmico; publico saltando sobre
gradas en estadios deportivos; acción de frenado (sobre paragolpes en estación terminal de
trenes); etc.

Según su ubicación en el espacio:
 Concentradas o puntuales: Son las que
tú b fi i d id
actúan sobre una superficie muy reducida
con respecto a la total o un punto
especifico definido. Unidades: Kgf, Ton,
Lbf, etc.
 Distribuidas: Son las que actúan sin
solución de continuidad a lo largo de
todo el elemento estructural o parte de
él. Unidades: Kgf/m; Ton/m, etc. A la vez
se dividen en :
 Uniformemente distribuidas: son aquellas que
mantienen un mismo valor en toda su
expansión. Ejemplos de ellas son el peso propio
de una losa, la presión de agua sobre el fondo
de un depósito, o el público en una sala de
espectáculos.
 No uniformemente distribuidas: son aquellas en
las que varía su valor en los distintos puntos de
su extensión. Ejemplos de ellas son la acción
del viento, una pared de altura variable, o la
presión en la pared de un tanque.
Vinculo: Condición geométrica que limita o restringe el movimiento
de los cuerpos. Estáticamente se determinan varios tipos:
 Vínculos Internos: Son aquellos que limitan la capacidad de
Vinculos de primera especie:
 Vínculos Internos: Son aquellos que limitan la capacidad de
movimiento de un miembro con respecto a otro, se clasifican en:
Restringen un solo desplazamiento ejemplo:
Los rodillos: permiten la traslación en la dirección
de acción de los rodillos y la rotación relativa
entre tos miembros conectados y restringe la
entre tos miembros conectados y restringe la
otra traslación.
El empotramiento libre: vínculo que permite toda
traslación relativa, restringiendo solo la
rotación relativa entre los miembros
rotación relativa entre los miembros
conectados.

Vínculos de segunda especie:
Restringen dos desplazamientos, ejemplos:
g p , j p
El empotramiento móvil: restringe la rotación
relativa y un desplazamiento lineal, permite
solo una traslación relativa
La rótula o articulación: la cual solo permite
la rotación relativa entre los miembros que
vincula.
Vinculo de tercera especie:
Restringen tres desplazamientos, ejemplo:
El empotramiento interno: el cual no permite
i t d l i t l ti
que exista desplazamiento relativo, es
equivalente a señalar ambos elementos como
uno solo.
 Vínculos Externos: Son aquellos que restringen el movimiento de
un cuerpo o miembro con la lámina tierra, esta se supone fija, y se
clasifican en:
Vínculos de Primera Especie:
Restringen: un solo desplazamiento,
ejemplo:
clasifican en:
ejemplo:
El rodillo o articulación móvil, permite la
rotación y desplazamientos lineales,
i i d l d l i
restringiendo solo un desplazamiento
Lineal en dirección perpendicular a la
acción de los rodillos.
El empotramiento libre: el cual permite
solo traslación, ya que su rotación con
respecto a la lámina tierra es nula.

Vínculos de Segunda especie:
L ti l ió l l l it
La articulación: la cual solo permite
desplazamientos angulares o rotacionales,
las cuales se producen alrededor de un
punto O, impidiendo toda traslación.
El empotramiento móvil: el cual solo
permite la traslación en el sentido de
acción de los rodillos
acción de los rodillos.
Vínculos de Tercera especie:
Restringe todo desplazamiento. ejemplo
Restringe todo desplazamiento. ejemplo
empotramiento fijo o simplemente
empotramiento.
 Vinculo Aparente:
Es aquel que no introduce
Es aquel que no introduce
restricciones adicionales a las ya
existentes dentro de un
mecanismo cinemático, el cual es
,
un sistema inestable.
 Vínculos Superfluos o
b d
superabundante:
Son vínculos adicionales al
número mínimo que se requiere
para llevar a condiciones de
para llevar a condiciones de
equilibrio un mecanismo
cinemático.

Sistema estructural

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Sistema estructural

Similar a Sistema estructural (20)

Más de SistemadeEstudiosMed

Más de SistemadeEstudiosMed (20)

Último

Último (20)

Sistema estructural